Прогнозування ресурсної міцності поршнів форсованих швидкохідних дизелів у САПР :

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

Вступ розкриває стан та сутність проблеми, актуальність теми роботи. Сформульовано мету та задачі дослідження, визначено шляхи їх вирішення. Сформульовано наукову новизну та практичну цінність результатів роботи, наведено особистий внесок здобувача та дані щодо апробації результатів дисертації.

Перший розділ присвячено аналізу сучасного стану проблеми прогнозування ресурсу форсованих швидкохідних дизелів, напрямів та шляхів її розв’язання.

Аналіз джерел науково-технічної інформації з питань забезпечення призначеного ресурсу деталей камери згоряння засвідчує, що розв’язання означеної задачі здійснюється за конструкторським, технологічним та режимним напрямами. Спектр відповідних заходів є досить широким, що породжує проблематику вибору найбільш раціонального з них через урахування факторів, що впливають на ресурс поршня.

При виборі шляхів досягнення заданого ресурсу поршня прогресивним слід вважати підхід, який в рамках концепції гарантованого забезпечення ресурсної міцності дозволяє мати мінімальні обґрунтовані її запаси. Вирішити це питання можна, зокрема, шляхом покращання внутрішніх та зовнішніх параметрів математичних моделей опису процесів у ДВЗ.

У цьому сенсі внутрішніми параметрами, що підлягають удосконаленню, прийнято граничні умови задачі теплопровідності. Відомими є моделі опису коефіцієнту тепловіддачі для зони вогневого днища поршня, який представляють у вигляді . Тут l – поточна координата твірної поверхні вогневого днища поршня, N_л – літрова потужність двигуна. Підвищити якість опису температурного стану поршня можна як шляхом урахування несиметричності температурного поля в окружному напрямі камери згоряння, так і шляхом урахування впливу швидкісного режиму роботи двигуна , де θ – кутова координата положення твірної поверхні вогневого днища поршня, р_е – середній ефективний тиск, n – частота обертання колінчастого валу.

Зовнішніми параметрами є моделі експлуатації двигуна, які являють собою масиви дискретних сполучень значень крутного моменту, частоти обертання та наробітку двигуна для кожного репрезентативного режиму і перехідного процесу експлуатації швидкохідного дизеля. Внаслідок високого ступеня деталізації відомих моделей експлуатації зростають витрати часу при розрахунковій оцінці ресурсної міцності деталей. З цієї причини необхідними є скорочення часу аналізу конструкцій шляхом створення ієрархічних моделей експлуатації.

Використання на відповідних етапах процесу проектування поршня в САПР уточнених моделей опису ГУ задачі теплопровідності та ієрархічних моделей експлуатації двигунів дозволяє підвищити ефективність процесу проектування.

Другий розділ містить загальні положення методів і методик дослідження термонапруженого стану та прогнозування ресурсної міцності поршнів.

Запропоновано ідентифікувати несиметричну модель граничних умов задачі теплопровідності поршня за результатами експериментального дослідження в діапазоні експлуатаційних режимів навантаження дизеля. Для його проведення обрано вимірювальну систему, що включає хромель-алюмелеві термопари та струмознімаючий пристрій з переривчастою передачею сигналу. Закладення термопар у тілі поршня виконано за допомогою капсулів, які виготовлені з алюмінієвого сплаву. Капсулі, що встановлені у відповідні отвори додатково проварені. Схему розміщення термопар у дослідному поршні подано на рис. 2.