تحلیل و شبیه سازی خستگی و تنش های ترمومکانیکال یک سوپاپ موتور چهارزمانه گازسوز بر اساس روش المان محدود

سوپاپ های یک موتور احتراق داخلی نقش اساسی در خودروها ایفا کرده و محیط اطراف آنها به طور قابل توجهی بر رفتار ترمومکانیکی آنها تاثیر می گذارد. هدف این کار ارزیابی عددی اثر شرایط مرزی حرارتی مکانیکی واقعی بر روی دریچه ها با در نظر گرفتن تنش ها است. برای این منظور سوپاپ به چند ناحیه مناسب تقسیم شد. مقادیر متوسط ضریب انتقال حرارت گذرا، دمای دیواره، آدیاباتیک، بار مکانیکی در هر بخش در طول دوره های باز و بسته شدن ارزیابی گردید. یک مدل المان محدود گذرا تحت نرم افزار آباکوس توسعه یافته و شبیه سازی ها تا رسیدن به حالت پایدار انجام شد. توزیع دما و تنش های حرارتی در هر موقعیت سوپاپ به دست آمده و سپس تجزیه و تحلیل گردید. یافته های اصلی نشان داد که توزیع شدت تنش در مناطقی با نام پورت، راهنمای ساقه و محل نشستن با گرادیان های دمایی بزرگ توسعه می یابد که باعث تنش های حرارتی بالا می شود و باعث ایجاد ترک یا آسیب خستگی حرارتی می شود. علاوه بر این، دانستن نقشه دما، گرادیان حرارتی و تنش در شرایط واقعی مطمئنا به سازندگان کمک می کند تا سوپاپ را بهتر طراحی کنند، از خرابی زودهنگام جلوگیری کنند و دوام آنها را افزایش دهند.

کلیدواژه ها:

ترمومکانیکی ، سوپاپ ، تنش ، آباکوس