Experimental and numerical investigation of fretting failure in lug-bush members under cyclic loading
Pabuç-burç elemanlarında çevrimsel yük altında meydana gelen titreşimli aşınma hasarının deneysel ve nümerik olarak incelenmesi
- Tez No: 684461
- Danışmanlar: PROF. DR. DEMİRKAN ÇÖKER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 108
Özet
Bu çalışmada, pabuç-burç bağlantı parçalarının çevrimsel yük altında temas yüzeylerinde oluşan mekanizmalar deneysel ve nümerik olarak incelenmiştir. Test edilmiş olan pabuç-burç numunelerinin temas alanları kamera, dijital mikroskop ve taramalı electron mikroskobu ile makro ve mikro düzeylerde gözlemlenmiştir. Temas yüzeylerinin Enerji Dağılım Spektrometresi yöntemi ile incelenmesi ile kayma bölgelerinin alanları ve konumları belirlenmiştir. Pabuçlarda oluşan kırılmaların, kayma ve tutunma bölgelerinin sınırlarına yakın bir konumda oluştuğu gözlemlenmiştir. Temas yüzeylerinde çevrimsel yük sırasında oluşan mekanizmaları incelemek için 3 boyutlu bir sonlu elemanlar modeli geliştirilmiştir. Sonlu elemanlar modelinde uygulanan çevrimsel yükün periyodik davranışa dönüşmesi için gereken çevrim sayısı, analiz sonuçları değerlendirilerek belirlenmiştir. Bu değerlendirme sonucunda, yorulma hasar parametrelerinin kullanıldığı durumlarda çevrimsel yük uygulanması ve periyodik davranışın elde edildiği çevrimin sonuçlarının kullanılması gerektiği görülmüştür. Nümerik analizler sonucunda yük-deplasman grafiklerinde gözlemlenen histerez davranışı ve temas yüzeylerinde oluşan farklı temas mekanizmaları detaylandırılmıştır. Farklı sürtünme katsayıları kullanılarak yapılan parametrik çalışmanın sonuçları sunulmuştur. Sürtünme katsayısı arttıkça kayma alanlarının küçüldüğü gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, experimental and numerical work to investigate the mechanisms occurring at the contact region of the lug-bush members under cyclic loading are presented. Post-mortem macroscopic and microscopic investigations of the mating lug and bush surfaces are conducted using digital microscope and scanning electron microscope. The black-brown residues observed at the mating surfaces are shown to be tribolayer regions using energy dispersive spectroscopy analysis. Locations of sliding regions at the contact surfaces are identified by considering the locations of tribolayer regions which indicate the existence of relative sliding. Crack initiation locations are observed to be in the vicinity of the boundary between the sticking and sliding regions. In order to investigate the mechanisms occurring at the contact surfaces during cyclic loading, a 3-dimensional finite element model is created and cyclic loads are applied. It is observed that the steady state response is reached during the 2nd cycle when sliding region areas and relative sliding distances are compared. This result verifies that the application of the cyclic loading is crucial in order to evaluate the behavior using the steady state response. For each material combination, type and sequence of contact mechanisms are observed to be different. A parametric study on the effect of friction coefficient is presented. Increase in the value of friction coefficient leads to decrease in the size of sliding regions. Fatemi-Socie and SmithWatson-Topper multiaxial fatigue damage parameters are applied in order to predict the crack initiation locations. It is shown that these parameters are not able to predict the crack locations of the specimens. In fact, boundaries of the sticking-sliding regions obtained from the simulations are able to predict the crack initiation locations. Good correlation is obtained between the sliding regions observed in the experiments and simulations when the experimental disturbances are taken into consideration in the simulations.
Benzer Tezler
- Numerical prediction and experimental investigation of fretting fatigue crack initiation at railway axle-wheel contacts
Demiryolu aks-teker temas yüzeylerinde aşınma çatlağı oluşumunun numerik yöntemlerle tahmini ve deneysel olarak incelenmesi
GÖKSU GÜRER
Doktora
İngilizce
2017
Bilim ve TeknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEMİL HAKAN GÜR
- Experimental and numerical investigation of the fretting fatigue of dissimilar mating surfaces
Farklı malzemelerin temas yüzeylerindeki titreşimli aşınma yorulmasının test ve nümerik olarak incelenmesi
YEZDAN MEDET KORKMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DEMİRKAN ÇÖKER
- Yatay ve eğimli kanallarda laminer akışta karışık konveksiyon ile ısı transferinin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of heat transfer with laminar mixed convection in horizontal and inclined channels
ABUZER ÖZSUNAR
Doktora
Türkçe
1999
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MECİT SİVRİOĞLU
- Experimental and numerical investigation of gas-particle flow after a 90 degre vertical-to-horizontal elbow
90 derece yatay-dikey dirsekten sonraki katı-gaz akışın deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
HÜSEYİN AKILLI
Doktora
İngilizce
1999
Makine MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BEŞİR ŞAHİN
- Betonarme yapı elemanlarında basınç-kesme kırılmasının ve boyut etkisinin deneysel ve nümerik olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of compression shear fracture and size effect of reinforced concrete structural elements
RAGIP İNCE
Doktora
Türkçe
1998
İnşaat MühendisliğiFırat Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ABDUSSAMET ARSLAN