تحليل عمر خستگي كم‌چرخه‌ چندراهه‌ دود با درنظرگرفتن اثر كشسان لزج دائمي (كُلد)

چندراهه‌ دود به‌‏علت هندسه‌ پيچيده و شرايط بارگذاري يكي از چالش برانگيزترين قطعات موتورهاي احتراق داخلي است. اين قطعه بايد نوسانات چرخه‏‌هاي ترمومكانيكي را در طول عمر خود تحمل كند. بنابراين شبيه‏‌سازي و تحليل ترك ‌هاي خستگي ضروري است. در اين پژوهش تحليل عمر خستگي كم‌‏چرخه‌ چندراهه‌ دود با استفاده از روش اجزاي محدود و نرم‌ افزار آباكوس به منظور پيش‌ بيني دما و تنش و سپس عمر خستگي كم‏‌چرخه با استفاده از نظريه‌ اسميت- واتسون- تاپر و نرم ‌افزار FE-SAFE انجام شده است. از تركيب الگوي سخت‌‏شوندگي غيرخطي همگن-سينماتيك چابوچه با قانون تنش لزجت به منظور در نظر گرفتن اثر لزجت استفاده شده است. خواص مكانيكي چدن نرم سيليسيم-موليبدن با استفاده از آزمون‏ ‌هاي خستگي كم‌‏چرخه در دماهاي مختلف بدست آمده است. نتايج تحليل اجزاي محدود نشان داد كه بيشينه‌ دما و تنش در چندراهه‌ دود 757.7 درجه سانتيگراد و 395.2 مگاپاسكال است و موقعيت آن در ناحيه‌ همريختگاه است. نتايج تحليل عمر خستگي نشان داد كه در نظر نگرفتن اثر كشسان لزج دائمي (كُلد) باعث مي‏‌شود كه تعداد چرخه‏‌هاي گسيختگي 619 چرخه‏‏ يا حدود 5.7 درصد بيشتر از مقدار مجاز تخمين زده شود. بنابراين لازم است اثر كُلد در تحليل عمر خستگي كم‌‏چرخه‌ چندراهه‌ دود در نظر گرفته شود. نتايج تحليل عمر خستگي نشان داد كه حداقل عمر خستگي كم‏‌چرخه‌ چندراهه‌ دود در ناحيه‌ بحراني همريختگاه رخ مي‏‌دهد. براي بررسي صحت نتايج تحليل ترمومكانيكي و عمر خستگي كم‏‌چرخه نتايج شبيه‌‏سازي شده با نمونه‌ واقعي چندراهه‌ دود آسيب ديده مقايسه گرديد و نشان داده شد كه نواحي بحراني مطابقت مناسبي با نواحي گسيختگي در نمونه‌ واقعي دارد.