2.4 Выводы
Кольцо работоспособно.
Поршень не работоспособен.
Так как в днище поршня коэффициент запаса составляет 0,32 и в сечении поршня, ослабленное каналами для отвода масла, коэффициент запаса составляет 0,29.
Среди причин следует отметить наличие человеческого фактора, различие методик расчета, использования материала со свойствами отличными от материала, применявшегося при расчетах по методике [1].
При необходимости можно изменить конструкцию поршня и материал. Предлагается изменить поршень конструктивно, добавив ребра жесткости или силовой каркас. Так же возможно поменять сам материал поршня на более прочный .
3Расчет теплонапряженного состояния деталей кривошипно-шатунного механизма методом конечных элементов
3.1 Цель работы:
Целью работы является изучение напряжений, возникающих в материале деталей кривошипно-шатунного механизма, и проведение анализа по изменению конструкции деталей для обеспечения их работоспособности.
3.2 Порядок выполнения работы:
3 .2.1 Созданы трехмерные твердотельные модели рассчитываемых деталей в Solid Works и получены их чертежи в соответствии с рис. 3.1 и рис. 3.2.
Рис. 3.1 – Палец М (1:2) |
Рис. 3.2 – Шатун М (1:4) |
3.2.2 Задан материал деталей: палец – хромированная нержавеющая сталь, шатун и его крышка– литая углеродистая сталь .
3.2.3 В программе COSMOS Works назначена нагрузка на рассчитываемые детали, полученная из динамического расчета (см. лабораторную работу № 1, раздел 2), а также требуемые ограничения в соответствии с рис. 3.3 и рис. 3.4.
Рис. 3.3 - Нагрузки на поршневой палец |
Рис. 3.4 - Нагрузки на шатун и его крышку |
3.2.4 Заданы следующие нагрузки на поршневой палец :
- нагрузка от поршневой головки шатуна S (распределенная нагрузка) – 19,9 кН;
- максимальная инерционная нагрузка j, заданная через ускорение, действующее на поршневой палец - 14,6 км/с2;
- сила на поршневой палец со стороны бобышек поршня задана с помощью ограничения (фиксации).
3.2.5 Заданы следующие нагрузки на шатун, которые представлены на рисунке 3,2:
- сила со стороны поршневого пальца S (сила S динамического расчета) на верхнюю поршневую головку шатуна – 19,9 кН;
- максимальная инерционная нагрузка j, заданная через ускорение, действующее на шатун - 14,6 км/с2;
- сила со стороны шатунной шейки коленчатого вала задана с помощью ограничения (фиксации).
3.2.6 Заданы следующие нагрузки на крышку шатуна:
- сила со стороны шатунной шейки S (сила S динамического расчета) на нижнюю кривошипную головку шатуна – 19,9 кН;
- максимальная инерционная нагрузка j, заданная через ускорение, действующее на крышку шатуна - 14,6 км/с2;
- сила со стороны шатуна задана с помощью ограничения (фиксации).
3.2.7 Получены схемы распределения напряжений и перемещений в пальце и шатуне с его крышкой в соответствии с рисунками 3.5 - 3.10:
Рис. 3.5 - Напряжения в поршневом пальце
|
Рис. 3.6 - Перемещения в поршневом пальце
|
Рис. 3.7 - Напряжения в шатуне
|
Рис. 3.8 - Перемещения в шатуне
|
Рис. 3.9 - Напряжения в крышке шатуна
|
Рис. 3.10 - Перемещения в крышке шатуна
|
