مقاله #950

چکیده

خستگی تماس غلتشی آغاز شده سطحی منجر به عیب سطحی مشهور به حفره دار شدن (مترجم: فرورفتگی، سوراخ سوراخ شدن، ایجاد حفره) می‌شود که در بسیاری از المان‌های مدرن ماشین به خصوص در یاتاقان‌های اجزاء غلتان (نورد) یک عیب محدود کننده عمر است. اکثر تحقیقات مرتبط با ترک‌های خستگی تماس غلتشی، عمر کل به حفره دار شدن را در نظر می‌گیرند. در عوض این تحقیق در تلاش برای درک بهتر مکانیسم انتشار ترک رشد ترک‌های خستگی تماس غلتشی قبل از اینکه آنها به داخل حفره‌های سطحی گسترش یابند را مورد مطالعه قرار می‌دهد. به منظور انجام آزمایشات حفره دار شدن بر روی نمونه‌های یاتاقان فولادی تحت شرایط نزدیک‌ترین تماس کنترل شده در حالت روانسازی ترکیبی، از یک ماشین (دستگاه) صفحه‌ای سه تماسه استفاده شده است. رشد ترک در میان سطح نمونه مورد نظارت قرار گرفت و نرخ‌های انتشار ترک استخراج شدند. ریخت شناسی (مترجم: شکل شناسی) ترک‌های ایجاد شده با آماده سازی مقاطع نمونه‌های ترک دار در پایان تست مشاهده شد. مشخص شد که آغاز ترک خیلی زودتر از عمر کل روی می‌دهد که به تنش‌های سخت بدلیل حالت روانسازی ترکیبی نسبت داده می‌شود. عمر کل برای حفره دارشدن تحت سلطه انتشار ترک بود. نتایج شواهد مستقیمی از دو مرحله مجزا از رشد ترک در خستگی تماس غلتشی را ارائه کردند: مرحله 1، که در آن ترک در یک نرخ آرام و نسبتا پایدار رشد می‌یابد، اکثر عمر کل مصرف شد؛ و حالت 2، در یک طول ترک بحرانی نائل می‌شود، که در آن نرخ انتشار سریعا افزایش می‌یابد. نشان داده شد که فشار تماس و اندازه ترک پارامترهای اصلی کنترل کننده نرخ انتشار هستند. نتایج نشان می‌دهد که انتشار ترک تحت خستگی تماس غلتشی روندهایی مشابه با خستگی‌هایی که در خستگی کلاسیک رخ می‌دهد را دنبال می‌کند. نمودار لگاریتمی از نرخ‌های رشد ترک اندازه‌گیری شده در مقابل حاصل حداکثر فشار و ریشه دوم (جذر) طول ترک، پارامتری که شدت تنش اعمال شده را شرح می‌دهد، برای انتشار مرحله 2 یک خط مستقیم ایجاد می‌کند. این اولین شواهد را فراهم می‌کند که توسط قانون توان مدل پاریس، که در آن نرخ رشد ترک در میان سطح متناسب با فشار تماسی منتصب به توانی در حدود 7.5 است، رشد ترک‌های خستگی تماس غلتشی مرحله 2 شناسایی شده بدین روش را می‌توان توصیف کرد.