تحلیل عمر خستگی پایه پیستون در موتور دوار زوج روتور

موتور دوار مورد بررسی، یکی از انواع موتورهای احتراق داخلی پیشرفته است که روش کارکرد آن با موتورهای رفتوبرگشتی معمول متفاوت میباشد. با توجه به فناوری پیشرفته و چرخه نوین این نوع موتور دوار و به دلیل تنشهای حرارتی و تنشهای مکانیکی متناوب و پیوسته که به آن وارد میشود، تحلیل پدیده خستگی و طول عمر در تمامی قطعات این نوع موتور از اهمیت بالایی برخوردار است. قطعه پایه پیستون موتور دوار تحت اثر مستقیم بارهای مکانیکی و حرارتی در چرخه احتراق قرار دارد و دارای شرایط بحرانی در اعمال بارگذاری و تنش میباشد، از اینرو در این مقاله به تحلیل این قطعه پرداخته شد. بدین ترتیب ابتدا بخشهای مختلف موتور و نحوه کارکرد آن معرفی و پرداخته شده است و سپس مشخصات عمومی، دینامیکی و هندسی پایه پیستون در موتور دوار تحت فشار و گشتاور متناوب از یک مقاله مرجع، استخراج و با کمک شبیه سازی المان محدود، بازتحلیل و نتایج آن صحه گذاری شده است. سپس مدلسازی هندسی قطعات موتور دوار در نرم افزار کتیا انجام و روند محاسبات عددی و المان محدود توسط نرم افزار آباکوس بر مبنای آلیاژ فولاد ۴۱۳۰ صورت گرفت و تنش های بیشینه و بحرانی و نقاط تمرکز تنش و همچنین نقاطی که مستعد ترک و شکست هستند، بررسی شده اند . در ادامه با استفاده از روش تحلیل عددی ، پدیده خستگی و محاسبه ی طول عمر در نرم افزار FE-safe مورد بررسی قرار گرفت. پس از مشخص شدن نواحی دارای تمرکز تنش و احتمال شکست، طول عمر در آن نواحی بررسی شد و با توجه به نتایج، میزان تنش در قطعه پایه پیستون برابر با ۱۹۰ مگاپاسکال و عمر حدود ۱۳۹۳ دقیقه میباشد.

Keywords:

خستگی مکانیکی-حرارتی , شکست , طول عمر , موتور دوار زوج روتور , تحلیل المان محدود , آلیاژ فولاد ۴۱۳۰