بهینهسازی ابعاد پوشش جزئی سرامیکی پیستون موتور جرقه ای

استفاده از پوشش حرارتی به منظور افزایش راندمان حرارتی و کاهش آلایندههای موتور میباشد. در این مقاله بهینه سازی ابعاد عایق کاری جزئیتاج پیستون یک موتور جرقهای با در نظر گرفتن تاثیر تنش برشی، تنش نرمال و هزینه عایق کاری انجام میشود. یک لایه پیوندی پوشش، میانلایه پوشش سرامیکی و آلیاژ زمینه قرار میگیرد. تنش نرمال باعث به وجود آمدن ترکهای سطحی شده که منجر به جدا شدن لایه سرامیکی ازلایه پیوندی پوشش میشود. تنش برشی نیز باعث ایجاد ترکهای عرضی شده و عمر عایق را کاهش میدهد. از این رو مشخص کردن ابعاد بهینهبرای عایق کاری از اهمیت بالایی برخوردار است. برای این منظور ابتدا توزیع دما و تنشهای حرارتی پیستون، که تاج آن به صورت جزئی عایقبندی شده است به روش اجزای محدود محاسبه میشود. نتایج بدست آمده با نتایج حاصل از پیستون بدون عایق مقایسه میگردد. و تاثیر ضخامت وعرض عایق کاری بر توزیع دما و تنشهای نرمال و برشی در پیستون بررسی میگردد. مشاهده میشود که با افزایش ضخامت عایق، تنش نرمال درلایه سرامیکی کاهش یافته و تنش برشی در آن افزایش مییابد. به همین منظور با در نظر گرفتن پارامترهای بدون بعد تنش برشی، تنش نرمال وهزینه عایق کاری، و در نظر گرفتن ضرایب وزنی مختلف برای هر پارامتر، یک تابع هدف تعریف میگردد. در ادامه ضخامت و عرض عایق کاریبهینه برای پیستون محاسبه میشود.

کلیدواژه ها:

پوشش محافظ حرارتی ، بهینه سازی ، روش اجزای محدود ، موتور احتراق داخلی