Матвєєнко В. В. Прогнозування ресурсної міцності поршнів форсованих швидкохідних дизелів у САПР

Об'єкт дослідження: процеси втрати міцності поршнів форсованих швидкохідних дизелів. Мета дослідження: вдосконалення методики прогнозування в САПР ресурсної міцності поршнів форсованих швидкохідних дизелів енергетичних установок різного призначення шляхом уточнення моделі граничних умов теплопровідності поршня та скорочення кількості застосованих в процесі його проектування репрезентативних перехідних процесів навантаження двигуна. Методи дослідження: усі теоретичні та експериментальні дослідження базуються на фундаментальних положеннях теорій двигунів внутрішнього згоряння, теплопровідності, міцності. Експериментальний метод застосовано для ідентифікації граничних умов задачі теплопровідності зони вогневого днища поршня. При моделюванні температурного стану поршня використано метод скінчених елементів. При прогнозуванні ресурсної міцності найбільш термонавантаженої зони поршня застосовано розрахунково-експериментальний метод, що базується на теорії зміцнення при повзучості, використанні рівняння Поспішила та енергетичного критерію Сосніна. Усі розрахункові дослідження здійснено з використанням сучасних програмних пакетів. Новизна: вперше оцінено вплив несиметричного в окружному напрямі камери згоряння температурного поля поршня на розрахункові значення його ресурсної міцності. Вперше оцінено ступінь впливу частоти обертання колінчастого валу швидкохідного дизеля на розрахункові значення ресурсної міцності поршня. Вперше встановлено вплив об'єднання репрезентативних режимів експлуатації дизеля за температурою кромки камери згоряння поршня на розрахункові значення його ресурсної міцності. Теоретичні і практичні результати: для підвищення точності моделювання температурного стану поршня запропоновано локальні по поверхні камери згоряння несиметричні в її окруж-ному напрямі залежності коефіцієнту тепловіддачі від середнього ефективного тиску та частоти обертання колінчастого валу швидкохідного дизеля. Розроблено методику отримання ієрархічних стаціонарних моделей навантаження та отримано моделі різних рівнів складності стаціонарного та нестаціонарного експлуатаційних навантажень автомобільного, комбайнового і тракторного дизелів для їх застосування при прогнозуванні ресурсної міцності поршнів. Для підвищення ефективності процесу проектування поршня в САПР запропоновано дві моделі впливу частоти обертання колінчастого валу дизеля на розрахунковий температурний стан поршня, які передбачається використовувати при оцінці ресурсної міцності поршня на різних етапах цього процесу. Ступінь впровадження: результати впроваджені і використовуються у ПАТ "АВТРАМАТ" , у практиці наукових досліджень та у навчальному процесі кафедри двигунів внутрішнього згоряння НТУ "ХПІ" . Галузь використання: двигунобудування.