تحلیل شکست یک میل لنگ قطار تحت بارهای خستگی خمشی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مربی، پژوهشکده توسعه تکنولوژی، جهاد دانشگاهی صنعتی شریف، تهران، ایران

2 کارشناس متالورژی پژوهشگاه نیرو، تهران، ایران

چکیده

خرابی قطعات ممکن است تحت تاثیر یکی از چهار عامل طراحی، مواد، فرآیند تولید و استفاده نادرست یا ترکیبی از هر یک از این عوامل رخ دهد. لذا هدف از بررسی علت شکست قطعات، مشخص نمودن هریک از عوامل فوق و جلوگیری از تکرار آنهاست. میل لنگ قسمت مهمی از یک موتور احتراق داخلی است که تعداد زیادی از نیروهای خمشی و پیچشی تکرار شونده را در عمر کاری خود تحمل می نماید. خستگی از عوامل مهم خرابی دراکثر میل لنگ ها می باشد. در این تحقیق با انجام آزمایشهایی همچون بررسی های ماکروسکوپی، آنالیز شیمیایی، اندازه گیری زبری سطح ژورنال ها و شعاع گلویی آنها، خواص مکانیکی، متالوگرافی و بررسی سطح شکست با میکروسکوپ الکترونی روبشی، علت شکست یک میل لنگ قطار مورد مطالعه واقع شد. در این مطالعات مشخص شد که شکست در اثر خستگی رخ داده است؛ که علت احتمالی آن کاهش مقاومت به خستگی بواسطه زبری بالای سطح ژورنال، وجود مقادیر زیاد و حجیم ناخالصی های سولفیدی و نیتریدی و کربن سوزی جزئی ناشی از ماشینکاری می باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Moore D.A., Packer K.F., Jones A.J. and Carlson D.M., Crankshaft Failure and Why It May Happen Again, Practical Failure Analysis, Vol.1(3), PP.63-72,  June 2001.
[2] Amardip Jadhav, Vijaykumar Chalwa, Pappu Gaikwad, Fatigue Failure Analysis Of Marine Engine Crankshaft, International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT), Vol. 2 Issue 6, PP. 614-621, June – 2013.
[3] Metkar1 R.M., Sunnapwar2 V.K. and Hiwase S.D., A Fatigue Analysis and Life Estimation of Crankshaft - a Review, International Journal of Mechanical and Materials Engineering (IJMME), Vol.6, No.3, pp.425-430, 2011.
[4]http://www.n56ml.com/corvair/flexplate/problem.html,  Corvair crank failure, Dec 2005.
[5] Jin Ma, Bo Zhang, Daokui Xu, En-Hou Han, Wei Ke, Effects of Inclusion and Loading Direction on the Fatigue Behavior of Hot Rolled Low Carbon Steel, International Journal of Fatigue 32, 1116–1125, 2010.
[6] Arsim Bytyqi, Nu Puk, Monika Jenko, Matja` Godec, Characterization of the Inclusions in Spring Steel Using Light Microscopy and Scanning Electron Microscopy, Materials and Technology 45, 1, 55–59, 2011.
[7] Miha Kovačič, Sandra Senčič, Critical Inclusion Size in Spring Steel and Genetic Programming, Materials and Geoenvironment, Vol. 57, No. 1, pp. 17–23, 2010.
[8] Nisha Cyril, Ali Fatemi and Bob Cryderman, Effects of Sulfur Level and Anisotropy of Sulfide Inclusions on Tensile, Impact, and Fatigue Properties of SAE 4140 Steel, Paper 2008-01-0434, 1-10.
[9]https://www.highpowermedia.com/blog/3434/crankshaft-steels,  Crankshaft Steels, Written by Wayne Ward, June 14, 2009.
 [10] Keskin A., Aydin K., Crack Analysis of a Gasoline Engine Crankshaft", Gazi University Journal of Science, 23(4), pp.487-492, 2010.
[11] Jack Kane, A Discussion of the Technical Aspects and Challenges of Crankshaft Design, Race Engin Technology, 033, August, 2013.
 [13] Dmitri Kopeliovich, "Geometry and Dimensional Tolerances of Engine Bearings, Engine professional, AERA., p.70-76, 2011.
[14] Ktan A., Haddar N., Fatigue Fracture Expertise of Train Engine  Crankshafts ", Engineering Failure Analysis, 18, 1085-1093, 2011.
[15] DIN EN 10267(08), Standard for ferritic-pearlitic steels for precipitation hardening from hot working temperatures, 2013.
[16] ASTM E 45, Standard Test Methods for Determining the Inclusion Content of Steel, 2013.
 [17] Long Du J., Examination of the Effect of Tin Particles and Grain Size On The Charpy Impact, Transition Temperature In Steels , 2011.
[18] Sachs N.W., Understanding The Surface Features of Fatigue Fractures, Journal of Failure Analysis and Prevention, Vol. 5(2), 2005.