تحلیل تنش گرمایی چندراهه خروجی چدنی D۵S موتور بنزینی پرخوران بر اساس روش FSI و دمایابی

این پژوهش با هدف تعیین توزیع دما در چندراهه چدنی خروجی دود یک موتور بنزینی پرخوران به انجام رسیده است. بدین منظور ابتدا بر اساس روش تعامل سازه و سیال (FSI)، با انجام یک تحلیل حرارتی، توزیع دمای ایستا در گاز عبوری از مجموعه چندراهه و نیز در مجموعه چندراهه بکمک یک نرم افزار CFD شبیه سازی گردیده است. البته، شرایط مرزی دمایی قبلا با انجام آزمون دمایابی روی موتور تعیین شده است. سپس بمنظور انجام آنالیز تنش حرارتی، ابتدا شرایط مرزی مکانیکی در یک مدل FEM غیر خطی از مجموعه چندراهه ساخته شده در محیط آباکوس، اعمال گردیده است. همچنین، توزیع دمای حاصل از تحلیل حرارتی، بصورت یک میدان دمای از پیش تعریف شده به مدل FEM نسبت داده شده است. دامنه تغییرات دمای چندراهه در ماژول خواص مواد وارد گردیده، بطوریکه نرم افزار خواص ماده را در هر نقطه مطابق با درجه حرارت آن نقطه تعیین و در محاسبات تنش حرارتی لحاظ می نماید. نهایتا با اجرای برنامه، توزیع تنش های حرارتی تعیین گردیده است. نتایج عددی حاصله نشان می دهند که محل همریختگاه چندراهه خروجی به لحاظ تنش های حرارتی بحرانی ترین ناحیه می باشد، و در نواحی اطراف اتصالات بیشترین تنش های برشی رخ می دهد.

کلیدواژه ها:

Exhaust manifold ، FSI method ، FEM analysis ، Temperature dependent properties ، چندراهه خروجی ، روش FSI ، تحلیل اجزاء محدود ، خواص وابسته به دما