إن مضخات المعادن المعدنية هي مكونات أساسية شائعة الاستخدام في المعدات الميكانيكية، وأدائها التعب له تأثير كبير على استقرار المعدات وعمرها. ويعد تصميم مقاومة التعب وسيلة رئيسية لزيادة العمر التعب للقائمين على التعب، وهو مؤشر مهم لتقييم القدرة على التحمل. وستناقش هذه الورقة بالتفصيل تصميم مقاومة التعب ومدة حياة المطاالمعدنية المعدنية بهدف توفير مرجع مفيد للصناعات ذات الصلة.
وتم وضع مجموعة من المعايير والقواعد المتعلقة بالتصميم المقاوم للإرهاق، وتقدير العمر المتوقع لصفائح المعادن المعدنية داخل البلد وخارجه. وعلى سبيل المثال، فإن طريقة اختبار التعب من المواد المعدنية GB/T19082-2008 في بلدنا، وطريقة اختبار التمدد المواد المعدنية ASTM A370-1999 إلخ. وتوفر هذه المعايير توجيهات محددة ومتطلبات تقنية محددة لتصميم مقاومة التعب ولتقييم العمر المتوقع بالنسبة لحاويات المعادن المعدنية.
وفقا للمعايير والقواعد ذات الصلة، ينبغي أن تسترشد المبادئ التالية في التصميم المقاوم للتعب للأوراق المعدنية:
الاستخدام الأمثل للمواد: اختيار المواد ذات الأداء الجيد في مقاومة التعب، مثل الصلب عالي الكثافة والفولاذ السبائك.
هيكل معقول: هيكل مصمم تصميما سليما لتجنب تركيز الإجهاد المحلي والإفراط في التحميل.
تحسين نوعية الأسطح: تحسين عمليات معالجة الأسطح من أجل تحسين نظافة الأسطح والحد من الانغلاق.
الاختيار المعقول لعملية المعالجة الحرارية: اختيار عملية المعالجة الحرارية المناسبة لتعديل الخواص الميكانيكية والنسيج المجهري للمواد وفقا لمتطلبات المواد والتصميم.
تعزيز الرقابة على العمليات: مراقبة عمليات التصنيع مراقبة صارمة لضمان دقة قطع الغيار وحجمها ومواقعها.
وتشمل الأساليب الشائعة في تصميم المعادن المعدنية مقاومة التعب ما يلي:
طريقة خطوط منتصف النهار: تقليل عوامل تركيز الإجهاد وزيادة الإجهاد عن طريق تحسين خطوط منتصف النهار لقطع الغيار.
طريقة القوس الدائري باستخدام التروس بدلا من المسننة المستقيمة، مما يقلل من تركيز الإجهاد الناجم عن التروس ويزيد من العمر التعب عند الانحناء.
نهج العناصر المرنة: زيادة عناصر المرونة في المناطق التي تعاني من إجهاد أكبر، والتخفيف من حدة الإجهاد، وزيادة طول فترة التعب.
طريقة تقوية السطح: زيادة كثافة السطح وزيادة مقاومة التعب من خلال عمليات مثل الحقن، والانسياب، وما إلى ذلك.
طريقة تقوية الأحجام: زيادة كثافة المواد وقدرتها على الصمود من خلال الاستخدام الأمثل لعمليات المعالجة الحرارية والهياكل التنظيمية.
وفي حالة قضبان السيارات على سبيل المثال، وهي عبارة عن حديد معدني نموذجي، فإن تصميم مقاومة التعب وتقييم العمر أمر حاسم لأداء السيارات وسلامتها. ينبغي أن تؤخذ العوامل التالية في الاعتبار في عملية التصميم:
اختيار المواد: استخدام الفولاذ عالي الكثافة أو السبائك لضمان قوة ومرونة كافيتين.
الاستخدام الأمثل للهيكل: تصميم هيكل سليم للعناصر لتجنب تركيز الإجهاد، والحد من الانحناء والإجهاد.
المعالجة السطحية: تستخدم عمليات الصقل والطحن وما إلى ذلك لتحسين نظافة السطح وتقليل التعب.
المعالجة الحرارية: تكييف الخواص الميكانيكية للمادة والأنسجة الدقيقة باستخدام عمليات حرارية مناسبة وفقاً لمتطلبات المواد والتصميم.
التحكم في الحجم: ضبط الدقة في الحجم والتباين الطوري للأعمدة بدقة شديدة، وتجنب تركيز الإجهاد المحلي الناجم عن أخطاء التجميع.
ومن خلال تطبيق مبادئ ومنهجيات التصميم المذكورة أعلاه، يمكن تعزيز فعالية مقاومة التعب وعمر أعمدة المركبات. وفي الوقت نفسه، يلزم إجراء تحليل مفصل للإجهاد وتقييماً مفصلاً للعمر من أجل ضمان أداء ثابت خلال العمر النافع المتوقع للسيناريوهات وظروف العمل المحددة.
يناقش هذا البحث بالتفصيل تصميم مقاومة التعب ومدة الحياة لصفائح المعادن المعدنية، ويحدد المعايير والقواعد ذات الصلة، ومبادئ التصميم، وأساليب التصميم، وتحليل الأمثلة. ومن شأن التصميم السليم لمقاومة التعب وتقييم العمر المتوقع أن يعززا بشكل فعال أداء وحدة المعادن المعدنية وعمرها النافع، وهما أمران مهمان لسلامة الآلات واستقرارها.
