فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

سمبه یک موتور تحت بارگذاری شدید حرارتی و مکانیکی قرار دارد. خستگی ناشی از بارگذاری هم‌زمان حرارتی و مکانیکی، نقش تعیین کننده‌ای در ایجاد آسیب و کاهش عمر سمبه‌ دارد. بنابراین شبیه‌سازی و تحلیل عمر خستگی آن ضروری است. هدف این پژوهش ارزیابی عمر خستگی پرچرخه سمبه با تغییر سوخت آن از بنزین به گاز طبیعی فشرده است. در این پژوهش، تحلیل عمر خستگی پرچرخه سمبه با استفاده از روش اجزای محدود و نرم‌افزار انسیس به منظور پیش‌بینی دما و تنش و سپس عمر خستگی پرچرخه با استفاده از تئوری گودمن و نرم‌افزار ANSYS nCode Design Life انجام شده است. با توجه به پایینتر بودن سرعت احتراق سوخت گاز طبیعی نسبت به بنزین، طول دوره احتراق در حالت سوخت گاز طبیعی طولانی‌تر می‌شود. بنابراین سمبه در وضعیت گاز نسبت به بنزین دما و تنش بیشتری را تحمل خواهد کرد. درنتیجه عمر خستگی سمبه در وضعیت گاز نسبت به بنزین بصورت قابل ملاحظه‌ای کاهش خواهد یافت. نتایج عددی نشان داد که حداکثر دما در مرکز تاج سمبه رخ می‌دهد. براساس نتایج تحلیل ترمومکانیکی، سمبه در وضعیت گاز نسبت به وضعیت بنزین درحدود 24 درجه سانتیگراد و 5.036 مگاپاسکال تنش بیشتری را تحمل می‌کند. نتایج تحلیل خستگی نشان داد که جایگزینی گاز به‌جای بنزین باعث کاهش عمر خستگی پرچرخه سمبه در حدود 108×1.438 چرخه‌ یا حدود 29درصد خواهد شد. برای بررسی صحت نتایج تحلیل ترمومکانیکی و عمر خستگی پرچرخه، نتایج شبیه‌سازی شده با نمونه واقعی سمبه آسیب دیده مقایسه گردید و نشان داده شد که نواحی بحرانی، مطابقت مناسبی با نواحی گسیختگی در نمونه واقعی دارد.