تحلیل تنش به روش المان محدود در سوپاپ دود بدون پوشش و با پوشش سرامیکی سیلیسیم نیترید در یک موتور دیزل دوزمانه

این مقاله به بررسی تحلیل تنش به روش المان محدود در سوپاپ دود بدون پوشش و با پوشش سرامیکی سیلیسیم نیترید در یک موتور دیزل دو زمانه می پردازد. ساختار این مقاله بر شبیه سازی چهار مدل سوپاپ دود در سه حالت بار حرارتی، مکانیکی و حرارتی -مکانیکی با استفاده از نرم افزار انسیس ورکبنچ استوار گردیده است. مدل ها شامل یک سوپاپ دود بدون پوشش و سه سوپاپ با پوشش سرامیکی سیلیسیم نیترید به ضخامت های ۳/۰، ۴/۰ و ۵/۰ میلی متر هستند. جنس ماده پایه این چهار مدل سوپاپ آلیاژ نیمونیک A۸۰ است. هدف اصلی این پژوهش، بررسی تاثیر دمای گاز خروجی و پوشش سیلیسیم نیترید بر تنش های وارده بر سوپاپ است. نتایج نشان می دهند بیشترین مقدار تنش فون-میسز در ناحیه ی صفحه نشیمنگاه سوپاپ وجود دارد، با افزایش دمای گاز خروجی تنش فون-میسز در همه ی حالت بارگذاری افزایش یافته و استفاده از پوشش سیلیسیم نیترید می تواند به کاهش تنش فون-میسز در نقاط مختلف سوپاپ دود کمک کند. به طور خاص، پوشش سیلیسیم نیترید باضخامت ۴/۰ میلی متر در حالت تحلیل حرارتی و مکانیکی و ضخامت ۳/۰ میلی متر در تحلیل حرارتی-مکانیکی برای کاهش تنش فون-میسز در نقاط کلیدی توصیه شده است

کلیدواژه ها:

Exhaust Valve ، Finite Element ، ANSYS Workbench Software ، Von-Mises Stress ، Silicon Nitride Coating ، سوپاپ دود ، المان محدود ، نرم افزار انسیس ورکبنچ ، تنش فون-میسز ، پوشش سیلیسیم نیترید