Östemperlenmiş küresel grafitli dökme demirden imal edilen düz dişlilerde yüzey yorulma hasarlarının analizi

Abstract

ÖSTEMPERLENMİŞ KÜRESEL GRAFİTLİ DÖKME DEMİRDEN İMAL EDİLEN DÜZ DİŞLİLERDE YÜZEY YORULMA HASARLARININ ANALİZİ (Doktora Tezi) Kubilay ASLANTAŞ GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ Aralık 2003 ÖZET Bu çalışmada küresel grafîtli dökme demirden imal edilmiş düz dişlilerin diş yüzeylerinde meydana gelen karıncalanma hasarlarının deneysel ve nümerik olarak analizi yapılmıştır. Çalışmanın deneysel kısmında yorulma ve dişli numuneleri farklı östemperleme şartlarında ısıl işleme tabi tutulmuştur. Böylece östemperlemenin mekanik, yorulma ve karıncalanma oluşumu üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Çalışmanın nümerik kısmında ise; başlangıç yüzey altı çatlağının konumunu tespit etmek için gerilme analizi yapılmıştır. Çatlak uçlarındaki gerilme şiddeti faktörleri yükün konumuna bağlı olarak elde edilmiştir. Oluşturulan sonlu eleman modeli kullanılarak sanal çatlak ilerleme analizleri yapılmıştır. Çatlağın yüzeye ulaşma zamanını hesaplamak için teorik bir model geliştirilmiştir. Geliştirilen bu modele göre elde edilen sonuçların deneysel veriler ile oldukça yakın bir benzerlik gösterdiği sonucuna varılmıştır. Buda geliştirilen modelin dişlilerde karıncalanma hasar oluşum ömrünün tahmininde kullanılabileceğini göstermiştir. Bilim Kodu : 708 Anahtar Kelimeler :Düz dişli, Karıncalanma, Yorulma, Östemperlenmiş küresel grafitli dökme demir, Sonlu elemanlar metodu. Sayfa Adedi :168 Tez Yöneticisi : Prof. Dr. Kürşad DÜNDAR

ANALYSIS OF SURFACE FATIGUE DAMAGES IN SPUR GEARS MADE OF AUSTEMPERED DUCTILE IRON (Ph. D. Thesis) Kubilay ASLANTAŞ GAZI UNIVERSITY INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY December 2003 ABSTRACT In this study, experimental and numerical analyses are carried out to investigate pitting failures on tooth surface for spur gears made from Austempered ductile iron. In experimental section of the study, fatigue and gear samples are subjected to different austempering conditions. The effect of austempering on mechanical behaviour, fatigue and pitting failure formation is investigated. In numerical section of the study, stress analyses are carried out to determine the location of the threshold subsurface crack. Stress intensity factors at the crack tips are calculated for different load positions. Virtual crack growth analyses are carried out using the finite element model generated for stress analysis. A theoretical model is developed to determine the time elapsed for the crack to reach to the surface. It is observed that, the results obtained from the theoretical model are in good agreement with the experimental results. This concludes that the developed model may be used to predict the pitting failure formation life of gears. Science Code : 708 Key Words : Spur gear, Pitting, Fatigue, Austempered ductile iron, Finite elements method. Page Number: 168 Adviser :Prof. Dr. Kürşad DÜNDAR