رشد ترك خستگي در اجسام تحت تماس غلتشي در اثر چندين بار متحرك

Fatigue crack growth in bodies under rolling contact with multiple moving loads

ياتاقان‌هاي غلتشي يكي از اجزاي مهم در ماشين‌آلات دوار هستندكه تحت اثر خستگي تماس غلتشي قرار دارند لذا جهت تخمين بهتر عمر باقيمانده‌ي اين اجزا مدلي با در نظر گرفتن چندين بار متحرك برمبناي مكانيك شكست خطي ارايه ‌شده است. در نظر گرفتن اثر چند بار متحرك در اين مدل نكته‌ي مهمي است كه در مراجع در نظر گرفته نشده است. سطح در تماس با يك نيم صفحه ي بي‌نهايت داراي يك ترك لبه اي مدل گرديده است. تماس سيكلي غلتشي نيز با حركت يك توزيع بار بر روي مرز نيم صفحه بي‌نهايت شبيه‌سازي شده است. محاسبات مسير ترك و ضرايب شدت تنش به كمك روش گام به گام بر مبناي معادلات انتگرالي منفرد انجام گرديده است. اثر ضريب اصطكاك و در نظر گرفتن دو بار متمركز متحرك بر روي مسير رشد ترك براي زواياي مختلف ترك اوليه نسبت به مرز نيم صفحه و عمر باقيمانده‌ي سطح تحت خستگي تماس غلتشي براي فولاد 75X?CT مورد بررسي قرار گرفته و نتايج حاصل از اين تحليل با نتايج مدل قبلي مورد مقايسه قرار گرفته است. با توجه به نتايج به دست آمده براي عمر باقيمانده مشخص است كه با افزايش تعداد بارهاي تماسي متحرك بر روي سطح تماس مقدار عمر باقيمانده كاهش پيدا كرده و به حالت واقعي نزديك‌تر مي‌گردد، همچنين با افزايش ضريب اصطكاك عمر باقيمانده كاهش مي‌يابد.

Rolling bearings is one of the important elements in rotating machinery that are under rolling contact fatigue, so for better estimation of remaining life of these elements a model which is considered multiple moving loads based on the linear fracture mechanics has been proposed. Considering the effect of the multiple moving loads is a key element of this model that is not considered in literature. The contact surface is modeled by a half-plane with an edge crack. Rolling contact is simulated by moving a load distribution on the boundary of a half-plane. The calculation of the crack path and stress intensity factors is carried out by the step-by-step process on the basis of the singular integral equations method. The effect of the friction coefficient and considering two concentrated moving load on the crack growth path for different angles between the initial crack and boundary of the half-plane and remaining life of a surface under the fatigue rolling contact for 75X?CT steel is analyzed. The results of this analysis are compared with results from a previous model. According to the results of the remaining life obtained by increasing the numbers of moving loads on the contact surface, the remaining life decrease and become closer to the real state. Furthermore, the remaining life decreases with increasing friction coefficient.