تخمین عمر خستگی پرچرخه دسته موتور با استفاده از روش المان محدود و بهبود عمر خستگی دسته موتور

دسته موتور خودرو متاثر از بارهای ارتعاشی، سیکلی و ضربه ای ناشی از حرکت خودرو در جاده است که می بایست قابلیت تحمل این بارهای دینامیکی را در کل طول عمر خودرو داشته باشد. اما در طراحی قطعات خودرو هموراه دستیابی به بیشترین سفتی، استحکام و حد وام خستگی بالا با استفاده از حداقل مواد، چالش برانگیز بوده است. امروزه در صنعت رقابتی جهانی استفاده از شبیه سازی های المان محدود در تخمین عمر خستگی جهت سرعت بخشیدن به تکمیل چرخه طراحی تا تولید محصول نهایی با حداقل هزینه ها اجتناب ناپذیر است. بنابراین در این مقاله به بررسی فرایند بهبود دسته موتور آلومینیومی با استفاده از ترکیب روش های عددی و تجربی پرداخته شد. لذا ابتدا دسته موتور با استفاده از روش های المان محدود تحت بارهای استاتیکی مورد مطالعه قرار گرفت تا نقاط حساس قطعه شناسایی شود. سپس عمر خستگی پرچرخه دسته موتور تحت بارهای نوسانی با استفاده از روش های عددی تخمین زده شد. بر اساس نتایج المان محدود و آزمون های تجربی نشان داده شد که مدل اولیه دارای عمر خستگی محدود بوده و عملکرد ایمنی را ارائه نمی داد. بنابراین مدل اولیه قطعه در نواحی با تمرکز تنش بالا و مستعد ترک اصلاح شد و با استفاده از شبیه سازی المان محدود مجددا مورد بررسی قرار گرفت که نتایج نشان دهنده بهبود عملکرد دسته موتور بود. همچنین جهت صحت سنجی نتایج از آزمون های تجربی خستگی بر روی همین قطعه استفاده شد که نتایج نشان داد دسته موتور در بارهای نوسانی جاده عمر بی نهایت را ارائه خواهد داد و مدل عددی پیش بینی عمر خستگی انطباق خوبی با نتایج تجربی داشته و بدرستی محل حساسیت قطعه و عمر قطعه را پیش بینی کرده است.