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

این مقاله به بررسی تحلیل تنش به روش المان محدود در سوپاپ دود بدون پوشش و با پوشش سرامیکی SiN در یک موتور دیزل دو زمانه می پردازد. ساختار این مقاله بر شبیه سازی ۴ مدل سوپاپ دود در سه حالت بار، حرارتی مکانیکی و حرارتی مکانیکی با استفاده از نرم افزار ANSYS Workbench استوار گردیده است. مدل ها شامل یک سوپاپ دود بدون پوشش و سه سوپاپ با پوشش سرامیکی SiN۴ به ضخامت های ۰.۳، ۴ و ۵ میلی متر هستند. جنس ماده پایه این ۴ مدل سوپاپ آلیاژ Nimonic۸۰A است. هدف اصلی این پژوهش، بررسی تاثیر دمای گاز خروجی و پوشش سرامیکی Sigma بر تنش های وارده بر سوپاپ است. نتایج نشان می دهند بیشترین مقدار تنش فون میسز در ناحیه صفحه نشیمنگاه سوپاپ وجود دارد. با افزایش دمای گاز خروجی، تنش فون میسز در همه حالت بارگذاری افزایش یافته و استفاده از پوشش سرامیکی SiN۴ می تواند به کاهش تنش فون میسز در نقاط مختلف سوپاپ دود کمک کند. به طور خاص پوشش SiN با ضخامت ۴ میلی متر در حالت تحلیل حرارتی و مکانیکی و ضخامت ۳ میلی متر در تحلیل حرارتی مکانیکی برای کاهش تنش فون میسز در نقاط کلیدی توصیه شده است.

کلیدواژه ها:

سوپاپ دود ، المان محدود ، نرم افزار ANSYS Workbench ، تنش فون-میسز ، پوشش SiN۴