| Περίληψη: | Η παρούσα εργασία έχει ως σκοπό την πλήρη μοντελοποίηση και μελέτη ενός
κοχλία τύπου 8.8 διαστάσεων Μ8*150 από ανθρακοχάλυβα γνωστών προδιαγραφών
με εγκοπή τύπου U βάθους 2 χιλιοστών για μεγαλύτερη συγκέντρωση τάσεων και
συνεπώς γρηγορότερη αστοχία, τόσο σε στατική όσο και σε δυναμική μονοαξονική
και διαξονική φόρτιση με μοντέλα τάσεων και παραμορφώσεων. Αυτό επιτυγχάνεται
με τη χρήση του προγράμματος προσομοίωσης Ansys για τη μοντελοποίηση της
διάταξης του κοχλία και την εξαγωγή των ζητούμενων αποτελεσμάτων και στη
συνέχεια υπολογίζονται τα αντίστοιχα θεωρητικά αποτελέσματα όπως αυτά
προκύπτουν από τη θεωρία τάσεων, παραμορφώσεων και κόπωσης. Τα
αποτελέσματα που μας ενδιαφέρουν είναι αρχικά για τη μονοαξονική φόρτιση, η
στατική ανάλυση του κοχλία όταν του ασκείται σταθερή δύναμη στον άξονα y σε
συγκεκριμένο σημείο του υπολογίζοντας την ισοδύναμη τάση von-Mises και την
ισοδύναμη παραμόρφωση von-Mises. Στη συνέχεια ακολουθεί η δυναμική ανάλυση
του κοχλία η οποία μελετά τη συμπεριφορά του δοκιμίου αρχικά σε καθαρά
εναλλασσόμενη τάση υπό την οποία καταπονείται ο κοχλίας λόγω της ίδιας δύναμης
με αυτή που χρησιμοποιήθηκε στη στατική ανάλυση και στη συνέχεια σε
επαναλαμβανόμενο τυχαίο ιστορικό φόρτισης που περιέχει φορτία μικρότερα ή ίσα
με αυτό που χρησιμοποιήθηκε στην καθαρά εναλλασσόμενη φόρτιση και που
μοντελοποιείται με χρήση της μετρητικής μεθόδου Rainflow για την εξαγωγή πλήρων
κύκλων φόρτισης από το τυχαίο ιστορικό με σκοπό τη σύγκριση της συμπεριφοράς
του δοκιμίου στις 2 διαφορετικές αυτές φορτίσεις. Ο υπολογισμός της συσσώρευσης
βλάβης γίνεται με το γραμμικό αθροιστικό κανόνα του Miner, αλλά και με ένα
μοντέλο μη γραμμική συσσώρευσης βλάβης με σκοπό τη σύγκρισή τους. Αυτή η
ανάλυση γίνεται με 2 διαφορετικά μοντέλα, αρχικά με μοντέλα τάσεων και στη
συνέχεια παραμορφώσεων. Και στη δυναμική ανάλυση γίνεται αυτή η σύγκριση
αποτελεσμάτων μεταξύ των μεθόδων που αναφέραμε και στη στατική ανάλυση, αλλά
και επιπλέον σύγκριση των αποτελεσμάτων των 2 αυτών μεθόδων μεταξύ τους.
Μόλις ολοκληρωθεί η μονοαξονική ανάλυση μπορούμε να προχωρήσουμε στην
ανάλυση για διαξονική καταπόνηση όπου προσθέτουμε μια στρεπτική ροπή στο ίδιο
σημείο που εφαρμόζεται και η δύναμη με σκοπό την ανάπτυξη διατμητικών τάσεων.
Οι αναλύσεις που γίνονται στη διαξονική καταπόνηση είναι ακριβώς οι ίδιες με αυτές
της μονοαξονικής που αναφέραμε. Πολύ σημαντικό τμήμα της εργασίας αποτελεί η
επίδραση της εγκοπής στη συμπεριφορά του δοκιμίου τόσο στη στατική όσο και στη
δυναμική ανάλυση καθώς είναι υπεύθυνη για το φαινόμενο της συγκέντρωσης
τάσεων όσο για την υποβάθμιση της αντοχής του κοχλία σε κόπωση. Αφού τα
αποτελέσματα έχουν εξαχθεί τόσο από το μοντέλο όσο και από τους θεωρητικούς
υπολογισμούς η εργασία μπορεί να προχωρήσει στο τελικό στάδιο που είναι η
σύγκριση των αποτελεσμάτων κάθε μεθόδου και η εξαγωγή συμπερασμάτων για την
ακρίβεια των μεθόδων αυτών, της ποιότητας του μοντέλου καθώς και η πρόταση
ιδεών για τη βελτίωση της συμπεριφοράς του κοχλία σε κόπωση.
|
|---|
