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

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد اسلامی، بروجن

2 دانشگاه آزاد اسلامی، بروجن

doi
10.48311/mme.24.11.12
چکیده

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 می‌پردازد. ساختار این مقاله بر شبیه‌سازی چهار مدل سوپاپ دود در سه حالت بار حرارتی، مکانیکی و حرارتی -مکانیکی با استفاده از نرم‌افزار انسیس ورکبنچ استوار گردیده است. مدل‌ها شامل یک سوپاپ دود بدون پوشش و سه سوپاپ با پوشش سرامیکی سیلیسیم نیترید به ضخامت‌های 3/0، 4/0 و 5/0 میلی‌متر هستند. جنس ماده پایه این چهار مدل سوپاپ‌ آلیاژ نیمونیک A80 است. هدف اصلی این پژوهش، بررسی تأثیر دمای گاز خروجی و پوشش سیلیسیم نیترید بر تنش‌های وارده بر سوپاپ است. نتایج نشان می‌دهند بیشترین مقدار تنش فون-میسز در ناحیه‌ی صفحه نشیمنگاه سوپاپ وجود دارد، با افزایش دمای گاز خروجی تنش فون-میسز در همه‌ی حالت بارگذاری افزایش‌یافته و استفاده از پوشش سیلیسیم نیترید می‌تواند به کاهش تنش فون-میسز در نقاط مختلف سوپاپ دود کمک کند. به‌طور خاص، پوشش سیلیسیم نیترید باضخامت 4/0 میلی‌متر در حالت تحلیل حرارتی و مکانیکی و ضخامت 3/0 میلی‌متر در تحلیل حرارتی-مکانیکی برای کاهش تنش فون-میسز در نقاط کلیدی توصیه شده است