چکیده: موتورهای دیزل دور بالا دارای نسبت توان به وزن بالایی هستند که باعث افزایش تنش های سیکلی حرارتی و مکانیکی در موتور می شوند که این موضوع به صورت مستقیم بر عملکرد پیچ های خاص تاثیر گذاشته و شرایط پیچیده‌ای را برای آنها ایجاد می کند. برآورد دقیق نیروی همبندی، روابط بین گشتاور اعمالی و نیروی پیش‌بار، ضریب اصطکاک، تخمین نیروهای حین کار و برآورد عمر خستگی پیچ ها در پیش‌بارهای بالا از اصلی‌ترین موضوعات در اتصالات پیچ‌های خاص با استحکام بالا می‌باشد. در این تحقیق ابتدا فرایند همبندی پیچ استحکام بالای بستار در یک موتور دیزل دریایی دور بالا با روش همبندی گشتاور–زوایه به صورت المان محدود، تحلیلی و تجربی مورد مطالعه قرار می‌گیرد. پس از بررسی صحت عملکرد پیچ های ساخته شده در کلاس 9/12 به صورت همزمان گشتاور اعمالی، تغییر طول اولتراسونیک و همچنین نیروهای همبندی در تمام مراحل بستن اندازه گیری شد. به منظور بررسی تاثیر عوامل مختلف در فرایند همبندی، پیچ‌های ساخته شده به صورت نو و کارکرده مورد استفاده قرار گرفتند و عملکرد آنها با پیچ های اصلی مقایسه شد. علاوه بر این جهت بررسی اثر وجود پوشش، ضریب اصطکاک پیچ ها در دو حالت با و بدون پوشش فسفات روی مطالعه شدند. نتایج نشان می‌دهد که در اولین مرحله همبندی پیچ های ساخته شده نو، تغییر شکل جزئی پلاستیک رزوه باعث کاهش نیروی همبندی می‌شود. در مراحل بعدی، افزایش ضریب اصطکاک در زیر گل پیچ می‌تواند در نیروی همبندی تاثیر گذار باشد. همچنین عدم وجود پوشش فسفات روی اگرچه که رزوه با روغن هم روانکاری شود، باعث افزایش ضریب اصطکاک و کاهش نیروی همبندی می شود که البته در صورت استفاده از روش همبندی زاویه ای، این اثر کاهشی را می توان تا حد زیادی کنترل کرد. در اندازه گیری طول پیچ‌ با روش اولتراسونیک مشاهده شد که تغییرات سرعت موج اولتراسونیک رابطه نسبتا خطی با وجود تنش همبندی در پیچ دارد. نتایج این تحقیق نشان داد که تنش محوری عمده تاثیر را بر تغییرات سرعت موج اولتراسونیک می گذارد ولی وجود تنش های برشی تا حدی می تواند باعث کاهش بیشتر سرعت موج هم شود. در نهایت رابطه تغییرات سرعت موج اولتراسونیک بر حسب تنش اعمالی در یک فرایند همبندی واقعی تا محدوده پلاستیک به دست آمد که با استفاده از این رابطه می توان با احتمال خطای 10% نیروی همبندی پیچ را تخمین زد. در ادامه با استفاده از ضرایب اصطکاک محاسبه شده، مقدار نیروی همبندی در شرایط واقعی تخمین زده شد و اثر نیروهای خارجی و حرارت بر نیروی همبندی به صورت تحلیلی و المان محدود مورد بررسی قرار گرفت. به‌منظور بررسی عملکرد پیچ در نیروهای کارکرد موتور آزمون خستگی انجام شد که تائید کننده عمر بی نهایت پیچ در نیروهای احتراق داخلی موتور بود. در ادامه این تحقیق به منظور مطالعه اثر فرآیند های ساخت بر دوام پیچ های کپه یاتاقان ثابت، آزمون های مقایسه ای خستگی پیچ ها انجام شد. نتایج نشان داد که فرایند نورد رزوه ها پس از عملیات حرارتی در نیروهای همبندی کم و نیروهای نوسانی بالا نسبت به رزوه هایی که قبل از عملیات حرارتی نورد شده اند عملکرد بهتری از خود نشان خواهند داد. در فرایند ساخت گل پیچ نیز در بارگذارهای مشابه، دوام خستگی فورج سرد نسبت به فورج گرم بهتر است. این در حالی می باشد که با نزدیک کردن شرایط بارگذاری به حالت همبندی و کارکرد واقعی در پیچ هایی که نورد قبل از عملیات حرارتی و فورج سرد شده اند، مکانیزم خرابی و شکست از رزوه به گل پیچ انتقال می یابد.