اثر گالری روغن بر تنش‌های ترمومکانیکی پیستون
محورهای موضوعی : یافته های نوین کاربردی و محاسباتی در سیستم های مکانیکی
1 - دانشکده مهندسی مکانیک، واحد ورامین-پیشوا، دانشگاه آزاد اسلامی، ورامین، ایران
2 - گروه مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، واحد شهرری، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
کلید واژه: پیستون, تحلیل اجزای محدود و تنش‌های ترمومکانیکی, گالری روغن,
چکیده مقاله :
پیستون قلب یک موتور است که تحت بارگذاری حرارتی و مکانیکی قرار داشته و با توجه به اینکه نوسانات شدید دما و فشار گاز را تحمل می‌کند، قطعه‌ای بسیار بحرانی محسوب می‌شود. هدف این پژوهش ارزیابی اثر گالری روغن بر تنش‌های ترمومکانیکی پیستون موتور XU7JP/L3 است. برای این منظور ابتدا از نرم‌افزار سالیدورکس جهت مدلسازی پیستون موتور استفاده گردید. گالری روغن در قسمت سر پیستون نیز طراحی گردید. سپس از نرم‌افزار انسیس جهت تحلیل تنش‌های ترمومکانیکی پیستون استفاده شد. درنهایت اثر گالری روغن بر توزیع تنش‌های ترمومکانیکی پیستون مورد مطالعه و ارزیابی قرار گرفت. شرایط مرزی در تحلیل حرارتی و مکانیکی از شبیه‌سازی یک بعدی در نرم‌افزارهای جی‌تی پاور و متلب استخراج گردید. نتایج تحلیل حرارتی نشان داد که گالری روغن باعث کاهش دمای پیستون موتور درحدود 12 درجه سانتیگراد می‌شود. نتایج تحلیل مکانیکی نشان داد که تنش وان مایسس در پیستون اصلاح شده درحدود 13 مگاپاسکال کاهش می‌یابد. برای بررسی صحت نتایج تحلیل ترمومکانیکی، نتایج شبیه‌سازی شده با نمونه واقعی پیستون آسیب دیده مقایسه گردید و نشان داده شد که نواحی بحرانی، مطابقت مناسبی با نواحی گسیختگی در نمونه واقعی دارد.
The piston is the heart of an engine, which is subjected to thermal and mechanical loading, and due to the fact that it withstands extreme fluctuations in temperature and gas pressure, it is considered a very critical part. The aim of this study is to evaluate the effect of oil gallery on the thermo-mechanical stresses for XU7JP/L3 engine piston. For this purpose, first Solidworks software was used to model the XU7JP/L3 engine piston. An oil gallery was also created on the piston head. Then ANSYS software was used to analysis the thermo-mechanical stress of the piston. Finally, the effect of the oil gallery on the thermomechanical stress distribution of the piston was studied. Boundary conditions in thermal and mechanical analysis were extracted from one-dimensional simulation in GT-POWER and MATLAB software. The results of the thermal analysis showed that the oil gallery reduces the temperature of the engine piston by about 12°C. The results of the mechanical analysis showed that the Von-Mises stress in the modified piston is reduced by about 13 MPa. To evaluate properly of thermo-mechanical results, the simulated results is compared with real sample of damaged piston and it has been shown that critical identified areas, match well with areas of failure in the real sample.
_||_