Аріан Р. . Підвищення ефективності моделювання теплонапруженого стану поршнів ДВЗ у багатоетапній САПР

Об'єкт дослідження: процеси втрати міцності поршнів двигунів внутрішнього згоряння. Методи дослідження: усі виконані експериментальні та теоретичні дослідження базуються на фундаментальних положеннях теорій двигунів внутрішнього згоряння, теплопровідності, термопружності, міцності. Експериментальний метод застосовано для ідентифікації граничних умов задачі теплопровідності в зоні камери згоряння поршня. При моделюванні температурного та термонапруженого станів поршня в стаціонарній та нестаціонарній постановках використано метод скінчених елементів. При визначенні рівня термонапруженості поршня в коловому напрямі кромки камери згоряння та прогнозуванні втрати міцності в критичних зонах застосовано розрахунково-експериментальний метод, що базується на використанні рівняння Поспішила, енергетичного критерію Сосніна та теорії зміцнення при повзучості. Теоретичні і практичні результати: запропоновано залежність коефіцієнта тепловіддачі для поверхні камери згоряння поршня, що враховує кут випередження подачі палива дизеля. Удосконалено методику аналізу теплонапруженого стану та ресурсної міцності теплонапружених зон поршнів, яка передбачає гарантоване забезпечення їх заданого ресурсу при допустимій мінімізації витрат часу на початкових етапах проектування. Визначено вплив конструктивних параметрів поршня на рівень температур, термічних напружень і міцності кромки камери згоряння, а саме: наявності вибірок під клапани, додаткових вибірок в зоні кромки камери згоряння, формозміни порожнини масляного охолодження. Запропоновано нові конструкції поршнів з порожнинами масляного охолодження. Новизна: вперше показано, що локальні зміни геометрії вогневої поверхні поршня можуть приводити до різнонаправлених змін температурного та термонапруженого стану таких зон. Вперше оцінено вплив кута випередження подачі палива на рівень коефіцієнту тепловіддачі в камері згоряння дизеля, термонапружений стан та втрату міцності кромки камери згоряння поршня. Вперше визначено вплив спрощень геометрії, граничних умов теплопровідності поршня та рівня форсування двигуна на результати розрахунку температур, термічних напружень та ресурсної міцності кромки камери згоряння поршня. Ступінь впровадження: зазначені результати використовуються в ІПМаш ім. А.М.Підгорного НАН України, а також в практиці наукових досліджень та в навчальному процесі кафедри двигунів внутрішнього згоряння НТУ "ХПІ". Галузь використання: двигунобудування.