بهبود استحكام خستگي پايه دسته موتور آلومينومي با استفاده از آزمون خستگي تجمعي و شبيه ‌سازي عددي

Fatigue Life Improvement of engine mounting bracket using cumulative fatigue test and numerical modeling

پايه دسته موتور يكي از قطعات حساس براي اتصال موتور به خودرو بحساب مي آيد كه عموماً به روش ريختگي توليد مي­شود و واماندگي آن مي­تواند خطرات جبران ناپذيري بوجود آورد. در شرايط كاركرد خودرو، پايه دسته موتور تحت بارگذاري نوساني قرار مي­گيرد و فرايند توليد و عيوب ناشي از عدم مهار متغيرهاي ريختگي و شكل هندسي آن مي­تواند بر عمر خستگي آن تأثيرگذار باشد. در اين پژوهش حد دوام خستگي پرچرخه پايه دسته موتور به روش تجربي مورد ارزيابي قرار گرفت. بر اساس آزمون­هاي لوكاتي – پلكاني خستگي حد دوام با استفاده از تجميع آثار خستگي در سري آزمون­هاي اول 1.24 برابر نيروي اعمالي با پراكندگي 0.07 برابر نيروي اعمالي در خودرو بدست آمد كه شرايط كاركرد ايمني را براي قطعه پيش­بيني نمي­كرد. بنابراين براي تعيين نواحي بحراني و بهبود شكل هندسي، شبيه ­سازي اجزاء محدود انجام شد. محل­ هاي شروع و رشد ترك در آزمون­هاي خستگي به خوبي با نواحي بحراني تعيين شده در نتايج اجزاء محدود هم­پوشاني داشتند. پس از بهبود شكل هندسي پايه دسته موتور و رفع ايرادها توليد، آزمون­ هاي تجربي براي بررسي افزايش حد دوام خستگي مجدداً انجام گرفت. نتايج نشان دهنده بهبود حد دوام خستگي تا 1.33 برابر نيروي اعمالي با پراكندگي 0.06 برابر نيروي اعمالي بود كه عملكرد ايمن را در كاركرد خودرو ارائه مي­ دهد.

Engine mount bracket is one of the important parts of the car that produced by die-casting method. Failure of engine mount bracket can create irreparable risks. In the operating condition of the vehicle, the engine mount bracket is subjected to oscillatory loading, and manufacturing process such defects caused by uncontrolled casting parameters and its geometrical shape can effect on component fatigue life. In this study, the fatigue life of engine mount bracket was evaluated experimentally. Fatigue strength of specimen is derived that is 1.24 times bigger than critical strength with high dispersion using the Locati-Stair Case method that shows this component in unsafe status. Therefore, finite element simulation was performed to determine the critical areas and improve the geometric shape. The locations of crack initiation were similar in fatigue test and finite element simulation. After improving the geometric shape of engine mount bracket, experimental tests were performed again. The results showed an improvement of fatigue strength up to 1.33 times with lower dispersion that shows component is in safe status.