تحلیل عمر خستگی کم چرخه چندراهه دود با درنظرگرفتن اثر کشسان لزج دائمی (کلد)

چندراهه دود به ‏علت هندسه پیچیده و شرایط بارگذاری یکی از چالش برانگیزترین قطعات موتورهای احتراق داخلی است. این قطعه باید نوسانات چرخه‏ های ترمومکانیکی را در طول عمر خود تحمل کند. بنابراین شبیه‏ سازی و تحلیل ترک های خستگی ضروری است. در این پژوهش، تحلیل عمر خستگی کم ‏چرخه چندراهه دود با استفاده از روش اجزای محدود و نرم افزار آباکوس به منظور پیش بینی دما و تنش و سپس عمر خستگی کم‏ چرخه با استفاده از نظریه اسمیت- واتسون- تاپر و نرم افزار FE-SAFE انجام شده است. از ترکیب الگوی سخت ‏شوندگی غیرخطی همگن-سینماتیک چابوچه با قانون تنش لزجت به منظور در نظر گرفتن اثر لزجت استفاده شده است. خواص مکانیکی چدن نرم سیلیسیم-مولیبدن با استفاده از آزمون‏ های خستگی کم ‏چرخه در دماهای مختلف بدست آمده است. نتایج تحلیل اجزای محدود نشان داد که بیشینه دما و تنش در چندراهه دود 757.7 درجه سانتیگراد و 395.2 مگاپاسکال است و موقعیت آن در ناحیه همریختگاه است. نتایج تحلیل عمر خستگی نشان داد که در نظر نگرفتن اثر کشسان لزج دائمی (کلد) باعث می‏ شود که تعداد چرخه‏ های گسیختگی 619 چرخه‏‏ یا حدود 5.7 درصد بیشتر از مقدار مجاز تخمین زده شود. بنابراین لازم است اثر کلد در تحلیل عمر خستگی کم ‏چرخه چندراهه دود در نظر گرفته شود. نتایج تحلیل عمر خستگی نشان داد که حداقل عمر خستگی کم‏ چرخه چندراهه دود در ناحیه بحرانی همریختگاه رخ می‏ دهد. برای بررسی صحت نتایج تحلیل ترمومکانیکی و عمر خستگی کم‏ چرخه، نتایج شبیه ‏سازی شده با نمونه واقعی چندراهه دود آسیب دیده مقایسه گردید و نشان داده شد که نواحی بحرانی، مطابقت مناسبی با نواحی گسیختگی در نمونه واقعی دارد.