ارايه يك مدل جديد پيش بيني عمر خستگي كم چرخه آلياژ منيزيم براساس روش انرژي كرنش پلاستيك تصحيح شده

A new low cycle fatigue lifetime prediction model for magnesium alloy based on modified plastic strain energy approach

امروزه تكنولوژي به سمت استفاده از موادي همچون آلياژهاي منيزيم، با نسبت استحكام به وزن بالا در قطعات موتوري، تمايل دارد. بطور معمول، از انواع چدن و آلياژهاي آلومينيوم در ساخت سرسيلندر و بلوك سيلندر موتورها استفاده مي شود. اما آلياژهاي منيزيم، خواص فيزيكي و مكانيكي نزديكي به آلياژهاي آلومينيوم داشته و تا حدود 40 درصد وزن را كاهش مي دهند. در اين مقاله، يك مدل جديد پيش بيني عمر خستگي كمچرخه براي آلياژ منيزيم، بر اساس روش انرژي ارايه شده و به جهت تدوين آن، از نتايج آزمون خستگي كمچرخه روي نمونه هاي منيزيمي استفاده شده است. اين مدل در مقايسه با ديگر تيوريهاي موجود، از پارامترهاي مادي كمتري برخوردار است و داراي دقت مناسب تري مي باشد؛ چراكه در روش انرژي، از رابطه عمر- كار پلاستيك كه معادل با ضرب همزمان عددهاي تنش و كرنش پلاستيك مي باشد، استفاده مي شود. با توجه به خواص نرم شوندگي آلياژهاي منيزيم و آلومينيوم, انرژي كرنش پلاستيك مي تواند انتخاب مناسبي باشد؛ چراكه در چرخه بارگذاري خستگي، عدد حاصل ضرب تنش در كرنش پلاستيك مي تواند ثابت بماند. همچنين، اثر تنش ميانگين بصورت يك ضريب تصحيح در مدل پيش بيني عمر خستگي كمچرخه اعمال شده است. نتايج حاصل از مدل ارايه شده، تطابق خوبي را با نتايج آزمون نشان مي دهد.

Nowadays, the technology intends to use materials such as magnesium alloys due to their high strength to weight ratio in engine components. As usual, engine cylinder heads and blocks has made of various types of cast irons and aluminum alloys. However, magnesium alloys has physical and mechanical properties near to aluminum alloys and reduce the weight up to 40 percents. In this article, a new low cycle fatigue lifetime prediction model is presented for a magnesium alloy based on energy approach and to obtain this objective, the results of low cycle fatigue tests on magnesium specimens are used. The presented model has lower material constants in comparison to other criteria and also has proper accuracy; because in energy approaches, a plastic work-lifetime relation is used where the plastic work is the multiple of stress and plastic strain. According to cyclic softening behaviors of magnesium and aluminum alloys, plastic strain energy can be proper selection, because of being constant the product value of stress and plastic strain during fatigue loadings. In addition, the effect of mean stress is applied to the low cycle fatigue lifetime prediction model by using a correction factor. The results of presented models show proper conformation to experimental results.