بررسي شكست خستگي قطعات براده برداري شده با مقطع نازك

The investigation of fatigue failure of machined thin walled structures

مشاهده‌هاي آزمايشگاهي از مقاطع شكست، نحوه گسيختگي خستگي قطعات با مقطع نازك را متفاوت از قطعات ضخيم تر نشان مي‌دهد. به نظر مي رسد با توجه به ابعاد كم مقطع، اثر تمركز تنش ناشي از زبري و ناهمواري سطح ايجاد شده در مرحله توليد سطح، بسيار قابل توجه است و نسبت به ساير اثرات متالوژيكي سطح كه در گسيختگي خستگي قطعات ضخيم‌تر مي توانند عامل غالب باشند، برتر عمل مي كند. در اين طرح با انجام مجموعه اي از آزمايش ها، ضمن ارزيابي عوامل شكست خستگي قطعات با مقاطع نازك، سعي مي شود روابط پيشنهادي در كتاب‌هاي مرجع، براي اعمال پارامترهاي فرايند توليد سطح در مورد اين مقاطع اصلاح شود. به كمك اين رابطه طراح كيفيت سطح مورد نياز را براي سازنده مشخص مي كند و سازنده بايد پارامترهاي فرايند توليد سطح را در جهت دستيابي به چنين كيفيتي انتخاب كند. ضرورت انجام اين طرح زماني مشخص مي شود كه خاطر نشان شود با توجه به فناوريهاي جديد بكار رفته در ماشين‌هاي تراش، امكان انجام مرحله پرداخت‌كاري با هر شرايط برشي فراهم شده است؛ بنابراين بايد طراح و سازنده نسبت به انتخاب شرايط برش معياري را در اختيار داشته باشند.

Thin walled structures are among the main parts for several industrial machines. They usually expose variant stresses; therefore fatigue is their major failure mechanism. However experimental observations of the cross section of failed parts indicate that their fatigue fracture differs from what generally expected as high-cycle fatigue behavior. The mathematical estimations demonstrate that stress concentration due to surface roughness plays greater role compare to other surface metallurgical factors which may be predominant factor in the case of fatigue crack generation for thick walled structures. Generating several experimental data, an attempt is made in this study, to investigate fatigue failure of these particular parts. In addition the practical equation available in machine component design books is modified to implement the effect of manufacturing parameters properly. Application of developed equation makes it possible for designers to communicate with manufactures in a better way by proposing expected surface quality. The manufacturers are supposed to choose suitable fabricating parameters (particularly machining parameters) to achieve required quality. In addition this criterion may be inspected easily by quality control managers even via visual inspection.