Analytical Modelling of Elastic Interference Fit Joints for Functionally Graded Materials

¹ Lamat Laboratory, Enset, Rabat, Morocco
² Lamat Laboratory, Enset, Rabat, Morocco

Abstract

For a very long time, fretted assemblies have been made, in particular to provide wooden wheels with a more resistant running surface. Today, shrinking is an operation which consists in making a connection between two cylindrical parts with any material. In this paper, we’re going to apply it for functionally graded materials. This work focuses on the analytical development of the residual stresses when the two assembled parts are circular cylinders and elastic deformation under plane strain condition. Both cylinders are made of functionally graded materials whose volume fractions are power functions of the radius. In order to simplify the calculations, we assume the Poisson’s ration constant. We obtain the theoretical solutions by assuming a uniform strain field within the representative volume element and Von-mises criterion.

Résumé

Le frettage, également connu en anglais sous le nom de shrink fit, est un procède qui consiste à assembler deux pièces cylindrique par sertissage. Ce procédé est très utilisé dans le domaine industriel : en industrie automobile, aéronautique, ferroviaire, etc.

Ce travail de recherche s’intéresse à l’analyse analytique des contraintes résiduelles et particulièrement à la pression résiduelle de contact induite par le frettage dans le cas des matériaux à gradient fonctionnel. Les déplacements sont supposés produits par des déformations dans le domaine élastique dans l’arbre et/ou dans la roue.