تحلیل استوانه جدار ضخیم fgm با اعمال بارگذاری مکانیکی و حرارتی در موتور احتراق داخلی
چکیده
یکی از اهداف همیشگی محققان صنعت تولید موتور دستیابی به بازده حرارتی بالاتر بوده است. از جمله روشهای دستیابی به این هدف در موتورهای احتراق داخلی، استفاده از موادی با ضریب رسانایی حرارتی پایین در بدنه سیلندر یا به عبارت دیگر عایق سازی بدنه سیلندر می باشد که در این راستا مواد سرامیکی بهترین انتخاب برای نیل به این هدف می باشند. در سالهای اخیر کاربرد و استفاده از پوششهای سرامیکی در محفظه احتراق مورد بررسی قرار گرفته است ولی از آنجا که عمر این گونه پوششها محدود می باشد. محققان به تازگی به فکر استفاده از مواد جایگزینی از جمله مواد هدفمند در بدنه سیلندر افتاده اند. مواد هدفمند دسته ای جدید از مواد مقاوم در برابر حرارت می باشند که در صنایع پیشرفته کاربرد دارند این مواد به گونه ای ساخته می شوند که در یک طرف سرامیک و در طرف دیگر فلز قرار گرفته و در بین دو سطح ترکیب ویژه ای از دو ماده وجود خواهد داشت. بدین ترتیب خواص مکانیکی از نقطه ای به نقطه دیگر متفاوت خواهد بود این مواد علاوه بر مقاومت حرارتی بالا، در برابر سایش و خوردگی نیز مقاومند. در قسمت اول این تحقیق توزیع درجه حرارت در سیلندر موتور در یک سیکل در حالت گذرا و نیز میزان حرارت تلف شده به سیستم خنک کاری و بیشینه دمای سطح برای مواد مختلفی چون فلز، سرامیک، پوشش سرامیکی و مواد هدفمند (fgm)تعیین شده است در قسمت دوم نیز تنشهای شعاعی و محیطی ناشی از ترکیب شرایط مرزی مکانیکی و حرارتی درون سیلندر موتور به صورت کرنش صفحه از (طول بینهایت) و متقارن محوری مدل سازی شده است و برای تعیین خواص ماده هدفمند از مدل غیر خطی توانی استفاده شده است. همچنین برای حل معادلات حاکم روش چند لایه ای مورد استفاده قرار گرفته است.