Raziskava vplivov na rast razpoke v korenu zoba polimernega zobnika

zaključna naloga Univerzitetnega študijskega programa I. stopnje Strojništvo - Razvojno raziskovalni program

Klemen Kolar (Author), Damijan Zorko (Mentor)

Abstract

V diplomski nalogi smo preučevali utrujanje polimernih zobnikov ob cikličnih upogibnih obremenitvah. Zaradi utrujanja materiala se lahko pojavijo razpoke, katerih rast vodi v lom zoba. Kritični prerez na korenu zoba, določen s 30° tangento, je bil analiziran na osnovi teoretičnih in numeričnih izračunov. Vendar pa se v praksi lahko dejanska lokacija začetka razpoke razlikuje zaradi različnih dejavnikov, kot so struktura materiala, napake in stanje površine. Osredotočili smo se na raziskovanje vpliva lokacije začetka razpoke, velikosti začetne razpoke, orientacije, velikosti obremenitve in materiala na rast razpoke v korenu polimernih zobnikov. Uporabili smo numerične metode in linearno lomno mehaniko za simulacije razpok v različnih pogojih. Temeljne ugotovitve vključujejo pomembne eksperimentalne podatke za določitev Wöhlerjeve krivulje, ki zagotavlja bistvene informacije za konstruiranje zobnikov. Poleg tega je bila z numeričnimi simulacijami potrjena točnost teoretično določene kritične lokacije. Raziskava je razkrila tudi, da imata velikost začetne razpoke in njena lokacija pomemben vpliv na življenjsko dobo zobnikov. Za podaljšanje njihove življenjske dobe je pri načrtovanju potrebno upoštevati kritične lokacije maksimalnih napetosti in sprejeti ukrepe za preprečevanje ali zmanjšanje nastanka začetnih razpok. Priporočena je tudi optimizacija materiala in redno vzdrževanje za povečanje odpornosti proti utrujanju ter zagotavljanje optimalne učinkovitosti zobnikov, s cimer se zmanjša tveganje za odpoved.

Keywords

diplomske naloge;polimerni zobniki;največje napetosti;življenjska doba;parametri razpoke;ISO 6336;simulacije;metoda končnih elementov;

Data

Language:	Slovenian
Year of publishing:	2023
Typology:	2.11 - Undergraduate Thesis
Organization:	UL FS - Faculty of Mechanical Engineering
Publisher:	[K. Kolar]
UDC:	621.7.019.1:621.83(043.2)
COBISS:	162763267
Views:	101
Downloads:	32
Average score:	0 (0 votes)
Metadata:

Other data

Secondary language:	English
Secondary title:	Investigating the effects on root crack propagation in a polymer gear
Secondary abstract:	In this thesis, we studied the fatigue behavior of polymer gears under cyclic bending loads experienced by individual teeth. Cracks may develop due to material fatigue, leading to gear failure. The critical section at the tooth root, determined by a 30° tangent, was analyzed through theoretical and numerical calculations. However, in practice, the actual crack initiation location may differ due to various unaccounted factors, such as material structure, defects, and surface conditions. Our focus was on investigating the influence of crack initiation location, initial crack size, orientation, applied load magnitude, and material on crack growth at the root of polymer gears. Numerical methods and linear fracture mechanics were employed for crack simulations under various conditions. Key findings include significant experimental data for constructing the Wöhler curve, providing essential information for gear design. Furthermore, numerical simulations confirmed the accuracy of the theoretically determined critical location. The study also revealed that the initial crack size and location have a substantial impact on the gear's service life. To enhance gear durability, design considerations should account for critical stress locations and measures should be taken to prevent or mitigate the initiation of cracks. Material optimization and regular maintenance are recommended to improve fatigue resistance and ensure optimal gear performance, thus reducing the risk of failure.
Secondary keywords:	thesis;polymer gears;maximum stress;fatigue life;crack parameters;ISO 6336;simulations;finite element method;
Type (COBISS):	Final paper
Study programme:	0
Embargo end date (OpenAIRE):	1970-01-01
Thesis comment:	Univ. v Ljubljani, Fak. za strojništvo
Pages:	XII, 34 f.
ID:	19790075