تحلیل عمر خستگی حرارتی-مکانیکی پیستون یک موتور دیزل از جنسAlSi12

پیستون یک موتور دیزل تحت بارگذاری شدید حرارتی ومکانیکی قرار دارد. خستگی ناشی از بارگذاری هم زمان مکانیکی و حرارتی نقش تعیین کننده ای در ایجاد آسیب و کاهش عمر پیستون دارد. تنشهای حرارتی ناشی از بارگذاری حرارتی در پیستون منجر به ایجاد خستگی حرارتی کم چرخه میشوند. همچنین، تنشهای مکانیکی ناشی از بارگذاری نوسانی فشار احتراق، نیروی اینرسی و نیروی جانبی پیستون سبب ایجاد خستگی پر چرخه در دمای بالا میگردند. در این مطالعه به تحلیل عمر خستگی حرارتی -مکانیکی پیستون یک موتور دیزل از جنسAlSi12 پرداخته شده است. تحلیل تنشهای حرارتی و مکانیکی وارده بر پیستون درنرم افزار اجزاء محدودANSYS انجام شده است. برای تعیین پارامتر آسیب از تئوری صفحه بحرانی مقیاس تنش عمودی که برای شرایط بارگذای چند محوری غیر تناسبی مناسب است استفاده شده است. با توجه به نتایج تجربی آزمونهای خستگی ماده پیستون، عمر خستگی کم چرخه با استفاده از رابطه منسون -کافین 1 محاسبه شده است. اثرات تمرکز تنش و شیار در کاهش استحکام خستگی با استفاده از روش گرادیان نسبی تنش لحاظ شده است. نتایج حاکی از آن است که تنشهای حرارتی در پیستون، تنشهای غالب و حاکم در کاهش عمر خستگی پیستون میباشند که منجر به ایجاد خستگی کمچرخه و همچنین سبب ایجاد تنشهای میانگین در خستگی پر چرخه آن میشوند.

کلیدواژه ها:

پیستون ، خستگی حرارتی مکانیکی ، موتوردیزل