Fatigue problems of transmission belts: : a viscoelastic analysis of the strain-accumulation process

angleški

2006

letnik 40, številka 6

jermeni   utrujanje   viskoelastična analiza   deformacije   elastomeri 

Inštitut za kovinske materiale in tehnologije
(Obvezni izvod spletne publikacije)

V delu predstavljamo viskoelastično analizo časovno odvisnega vedenja pogonskih jermenov, ki so med obratovanjem motorja dinamično obremenjeni s koračno spremembo. V času enega obremenitvenega cikla je posamezna viskoelastična komponenta jermena izpostavljena kombiniranemu procesu lezenja in relaksacije. Pri določenih pogojih, ki jih opredeljujeta geometrija jermena in kotna hitrost jermenice, se proces retardacije med dvema obremenitvenima cikloma ne zaključi. To pomeni, da material vstopi v naslednjo obremenitveno fazo s preostalo deformacijo. Postopoma se začne deformacija akumulirati, kar vodi do utrjevanja materiala, nastanka razpoke in posledično do propada jermena. Analiza pokaže, da se akumulacija deformacije v jermenu pojavi pri določenih kritičnih vrednostih kotne hitrosti. Proces akumuliranja deformacije v vsakem zaporednem obremenitvenem ciklu je odvisen od geometrije jermena, kotne hitrosti jermenice, števila zaključenih obremenitvenih ciklov in retardacijskega spektra materiala, iz katerega je narejen jermen. Predstavljeno delo obravnava vpliv števila obremenitvenih ciklov na proces akumuliranja deformacije v pogonskem jermenu med obratovanjem motorja. Pri dani geometriji jermena kritična kotna hitrost narašča s povečevanjem števila obremenitvenih ciklov, medtem ko velikost akumulirane deformacije nelinearno pojema, kar kaže, da se z naraščanjem števila ciklov obremenjevanja proces akumuliranja deformacije upočasni. Rezultati kažejo, da bo jermen med obratovanjem pri kritični kotni hitrosti (oz. v njeni bližini) zelo verjetno odpovedal. Z ozirom na to, da je kritična kotna hitrost povezana z retardacijskim časom materiala in je velikost akumulirane deformacije odvisna od jakosti pripadajoče diskretne spektralne linije, lahko sklepamo, da so časovno odvisne mehanske lastnosti elastomernega materiala, iz katerega je narejen jermen, kritični parameter za napoved trajnosti jermenov in drugih dinamično obremenjenih elastomernih produktov.

16.09.2009