تحلیل عملکرد شاتون دوگانه طراحی شده در اثر بارگذاری ایستا بر مبنای معیار میز و بسط آن بر خستگی پرچرخه با کمک مدل باسکین با نرم افزار شبیه سازی مهندسی COMSOL

یکی از مهمترین قطعات در موتورهای احتراق داخلی، که وظیفه ی تبدیل حرکت رفت و برگشتی پیستون بهحرکت چرخشی را دارد، شاتون می باشد. شاتون، که این وظیفه را با مرتبط کردن پیستون و میل لنگ انجام میدهد، تحت بارگذاری های کششی، فشاری، و خمشی متعدد و در چرخه های زیاد قرار می گیرد. بنابراین، بررسیعملکرد شاتون تحت بارگذاری ایستا و خستگی پرچرخه از اساسی ترین مراحل طراحی موتورها به شمار می رود.در تحقیق حاضر، شاتونی دو گانه که متشکل از یک شاتون (اصلی) زاویه دار دو تکه و یک شاتون (ثانویه)یکپارچه می باشد، تحت بارگذاری های ایستا بر مبنای معیار میزز تحلیل شده است. نتایج به دست آمده نشانمی دهد که طراحی هر دو شاتون ایمن بوده، ولیکن شاتون اصلی در ناحیه ی پین های موجود در سر بزرگتنش نسبتا بالایی را متحمل می شود و تا محدوده ی کمتر از 20 مگاپاسکال از حد پایینی تنش تسلیم فولادآلیاژی انتخابی می رسد. در ادامه، به منظور بررسی عملکرد شاتون ها در خستگی پرچرخه مشاهده شد کهشاتون ثانویه در 2.1x107 چرخه تخریب می گردد که برای طراحی خستگی پرچرخه ایمن است. ولیکن، بارگذاری و تنش بالای متحمل شده توسط شاتون اصلی، تعداد چرخه های تخریب را به 6.7x105 سیکل کاهش داده است. بر این اساس، روش های متعددی به منظور غلبه نمودن بر این محدودیت طراحی از جمله جایگزینی آلیاژ، تغییر ساختار سطح تماس سر بزرگ و باز طراحی مقر شاتون ثانویه بررسی شده اند.

کلیدواژه ها:

شاتون ، سیکل احتراق ، مدل چرخه ی گرمایی ، تحلیل اجزای محدود ، خستگی پرچرخه ، نرم افزار کامسول