عنوان

تحلیل المان محدود صفحات در اتصال دو برشه با پیچ و مهره و بررسی خستگی آنها

‭۷۸۱۹پ‬

per

تحلیل المان محدود صفحات در اتصال دو برشه با پیچ و مهره و بررسی خستگی آنها

/میر جلیل رضوی آقجه

: مکانیک

، قلی زاده

‮‭۱۴۳‬ص‬

چاپی

بصورت زیرنویس

کارشناسی ارشد

مهندسی مکانیک-طراحی کاربردی

‮‭۱۳۸۸/۰۷/۲۵‬

تبریز

دراین پایان نامه هدف بررسی تنش و کرنش صفحات اتصال دو برشه) دولبه (و محاسبه درصد نیروی انتقالی در اتصالات دو برشه با پیچ، از طریق نیروی اصطکاک با استفاده از روش المان محدود می باشدکه از نتایج ‮‭FEM‬ برای پیش بینی محل ایجاد ترک و پدیده خستگی استفاده شده است .جهت تصدیق و درستی نتایج عددی، تست های خستگی بر روی صفحات اتصالی انجام شده است .به منظور بررسی توزیع تنش وکرنش ناشی از نیروی پیش بار دراطراف سوراخ قطعات اتصالی بوسیله پیچ ومهره و چگونگی تأثیر آن بر رفتار خستگی اجزای اتصال، نمونه ای ساده شده از یک اتصال پیچ ومهره ای دولبه مورد استفاده قرار گرفته است .این نمونه اتصال، از جنس آلیاژ آلومینیوم‮‭T۳ - ۲۰۲۴‬است که با یک پیچ ومهره شش گوش ‮‭M۶‬ فولادی بسته شده و تحت اعمال بارهای سیکلی قرار می گیرد .ابتدا ارتباط بین گشتاور پیچشی اعمالی به مهره و نیروی پیش بار با استفاده از کرنش های فشاری محوری ایجاد شده در یک بوش فولادی که بین مهره و ورق قرارگرفته، بدست آمده است .سپس با اعمال سه مقدار گشتاور مختلف، پیچ ومهره درسوراخ نمونه ها محکم شده است .جهت دستیابی به منحنی های تن‍ـش عمر برای هر سه وضعیت نمونه ها، تست خستگی با اعمال بارهای سیکلی با نیروهای ماکزیمم متفاوت و نیروی مینیمم صفر انجام شده است .همچنین جهت بررسی اثر ضریب اصطکاک در بین ورق های اتصال یک سری تست های خستگی با روغن کاری بین ورق های اتصال انجام گرفته است .درادامه با انجام آزمایش های عملی، اثر گریس کاری رزوه ها بر مقدار نیروی پیش بار، و ایجاد تغییر در میزان این نیرو در اثر بارگذاری محوری) بطور استاتیکی (بر اتصال بررسی شده است .جهت تحلیل عددی مسأله و اطلاع از نحوه توزیع تنش وکرنش دراطراف سوراخ، از روش المان محدود به کمک مدل سازی نمونه درنرم افزار ‮‭ANSYS‬ استفاده شده است .مرحله اول حل عددی به ازای اعمال سه مقدار نیروی پیش بار متناظر با سه مقدار گشتاور انتخابی، انجام شده و توزیع تنش وکرنش ناشی ازآن ها دراطراف سوراخ ورق بدست آمده است .بررسی نتایج حاصل نشان از ایجاد تنش های فشاری محوری درلبه بحرانی سوراخ بویژه درلبه های آزاد ورق دارد .مرحله دوم حل عددی با اعمال مقدار تنش ماکزیمم بارهای سیکلی بر ورق) بطور استاتیکی (آغاز می گردد .پس از اتمام حل مرحله دوم، علاوه بر رسم نمودارهای توزیع تنش و ...دراطراف سوراخ و مقایسه آنها با یکدیگر، رفتار خستگی ورق درحالت های مختلف به کمک نحوه توزیع و مقدار تنش محوری مؤثر در ایجاد وگسترش ترک های خستگی دراطراف سوراخ بررسی شده است .نتایج مربوط به هر دو روش عملی و ‮‭FEM‬ از تطابق خوبی برخوردارند و با بررسی و مقایسه این نتایج مشاهده می شود که درحالت کلی افزایش نیروی پیش بار باعث افزایش عمر خستگی اتصال می شود .بطوریکه اثر افزاینده آن در بارگذاری های سیکلی با تنش های ماکزیمم کمتر چشمگیرتر است .همچنین در نمونه های با نیروی ‮‭Clamping‬ بیشتر به دلیل ایجاد تنش فشاری محوری با شدت بالاتر و در نتیجة آن کاهش تمرکز تن‍ـش نهایی درلبه های آزاد ورق، ترک های اولی‍ـه درلبه میانی ورق رویت می شوند

load reduces stress concentration around the hole by creating compressive tangential stress. -load was investigated numerically using FE models. The simulations showed that bolt pre-load fatigue life of the joint also increased. Reducing friction of the interfaces of the joint reduce fatigue life. The effect of bolt pre-N curves showed that with increasing the bolt pre-N curves. Also fatigue tests were carried out for joints where the middle plates were oiled to reduce friction effect. The S-load in double shear lap joint fatigue performance, fatigue testes were performed on the joint for there different tightening torques to obtain S-load in the bolt, the bush was put between the bolt nut and the plate in the joint. From having the strain in the strain in the bush and having the young modulus of the bush the stress and subsequently the load (force) was obtained. In order to investigate the effect of bolt pre-tension in the bolt a steel bush with two strain gages, which were stuck axially to the bush, was used. To measure the pre-load in the bolt different torques were applied to the bolt head. To find the relation between the applied torque and created pre-T3 plates and steel bolts. In the joint an M6 bolt was assembled in the 6mm central hole of the plates. In the experimental part to created different pre-loads (or clamping force) in double shear lap joint with AL 2024-In this thesis, the objective is to study stress and strain distributions in double shear lap joint and to investigate the friction force transmitted using FE models. The FE results are used to predict crack initiation location and fatigue phenomenon in experimental tests. The numerical and experimental investigations were carried for different bolt pre

رضوی آقجه، میر جلیل

نوید چاخرلو، تاج بخش، استاد راهنما

قنبری، احمد، استاد مشاور

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی