بررسی رشد ترک خستگی در اسپیندل دور بالا به روش مکانیک شکست

عموما جوانه زنی و رشد ترک خستگی از محل های تمرکز تنش ایجاد شده و باعث شکست قطعات میشود. در این مقاله تحلیل مکانیک شکست و تخمین عمر خستگی اسپیندل دور بالا که دارای ترک می باشد، انجام شده است . از نرم افزار انسیس برای تحلیل تنش بدون ترک، اسپیندل تحت بارگذاری دورانی، شعاعی و مماسی برای حالت استاتیکی استفاده شده است. اسپیندل مورد تحقیق دارای دور ۲۴۰۰۰ RPM، توان ۴۱ kW از فولاد آلیاژی ۱۶ MnCr۵ می باشد. با استفاده از تحلیل عددی حداکثر تنش ایجاد شده در اسپیندل محاسبه و نقاط ضعف آن، ابزار، ابزارگیر و نشیمنگاه اولین بلبرینگ جلویی اسپیندل بدست آمد . سپس در ابتدای اسپیندل نزدیک به بلبرینگ جلویی ترک ایجاد شده و با انجام تحلیل ترک، بیشترین ضریب شدت تنش در نوک ترک، محاسبه و با استفاده از قانون پاریس نرخ رشد و عمر ترک محاسبه گردیده است. نتایج عددی نشان داد که با اعمال نیروی ۵۰۰۰ نیوتن نرخ رشد ترک متناسب با افزایش ضریب شدت تنش و طول عمقی ترک افزایش یافته و تعداد سیکل باقی مانده از عمر تخمینی از۲۳۵ سیکل به ۴/۱۶ سیکل کاهش یافت.