S&T Unitis Szimulációs Akadémia 2009
Belsőégésű motor hengerfej geometriai érzékenység-vizsgálata Geometriai építőelemek változtatásának hatása a hengerfej szilárdsági viselkedésére
●
Néhány példa a C3D Műszaki Tanácsadó Kft. korábbi munkáiból Hengerfejek jellegzetes kialakításai és folyamatai
●
●
●
●
Számítási eljárások
Vizsgálati szimulációs modell (Pro/MECHANICA) Geometriai érzékenység-vizsgálat kitűzött céljai ●
A tanulmány eredményeinek összefoglalása
Belsőégésű motor hengerfej geometriai érzékenység-vizsgálata Néhány példa a C3D Műszaki Tanácsadó Kft. korábbi munkáiból
S&T Unitis Szimulációs Akadémia 2009
Általános szilárdsági számítások
Munkadarab paletta robot
von Mises feszültség eloszlás a kritikus keresztmetszetben
Belsőégésű motor hengerfej geometriai érzékenység-vizsgálata Néhány példa a C3D Műszaki Tanácsadó Kft. korábbi munkáiból Kompozit anyagok számításai S&T Unitis Szimulációs Akadémia 2009
Kompozit rétegrend definició (anyag, szálirány, rétegvastagság)
Tanulmány kerékpár 3D modellje
von Mises feszültség eloszlás a kritikus keresztmetszetben
Hasin-féle mátrix szakadást jelző index eloszlása
Belsőégésű motor hengerfej geometriai érzékenység-vizsgálata Néhány példa a C3D Műszaki Tanácsadó Kft. korábbi munkáiból
S&T Unitis Szimulációs Akadémia 2009
Technológiai szimulációk
Hidroformázás szimuláció, törésmechanikai anyagjellemzők figyelembe vételével
Kisrepülő üzemanyag tartály mélyhúzás szimuláció
Belsőégésű motor hengerfej geometriai érzékenység-vizsgálata Néhány példa a C3D Műszaki Tanácsadó Kft. korábbi munkáiból Áramlástani szimulációk (CFD) S&T Unitis Szimulációs Akadémia 2009
Szárny 3D modell (kompozit hossz- és kereszt tartók, nylon szárny felület, acél bekötő betétek)
2D-s áramlástechnikai szárnyprofil optimalizálás
Belsőégésű motor hengerfej geometriai érzékenység-vizsgálata Hengerfejek jellegzetes kialakításai és folyamatai
S&T Unitis Szimulációs Akadémia 2009
Miért érdekes ezzel foglalkozni? ● Keveset tudunk a hengerfejek belső kialakításának hatásairól
●
Gázcsere folyamat ● ●
●
Hűtési rendszer: ● ●
●
Hagyományos (down-top) hűtés Fordított irányú (top-down) hűtés
Szelepvezérlés: ● ●
●
Szívó motor Turbó feltöltött motor
Alulvezérelt (OHV) Felülről vezérelt (SOHC v. DOHC)
Üzemanyag ellátási rendszer ●
●
Károsanyag kibocsátás határérték (EURO4, EURO5...) EGR, SCR
Belsőégésű motor hengerfej geometriai érzékenység-vizsgálata Számítási eljárások
S&T Unitis Szimulációs Akadémia 2009
CAD modell „Vízoldali” CFD számítás
Hőátadási tény., ref. hőmérséklet
hálózás
hálózás hálózás
Szilárdsági végeselem modell
„Gázoldali” CFD számítás
Hőátadási tény., ref. hőmérséklet
Hőtani számítás Hőmérséklet eloszlás
Szilárdsági számítás
Terhelések: ●
Szerelésből adódó terhelések (hengerfej csavarok előfeszítése)
●
Bizt. tényező nem felel meg
Termo-mechanikai kifáradási ellenőrzés
Üzemi terhelések (égési csúcsnyomás)
Bizt. tényező megfelel
OK
Belsőégésű motor hengerfej geometriai érzékenység-vizsgálata Vizsgálati szimulációs modell (Pro/ENGINEER, Pro/MECHANICA) Szívó csatorna
S&T Unitis Szimulációs Akadémia 2009
Topdeck Kipufogó csatorna
Middledeck Firedeck
szelep injektor
Topdeck felső bordázat
Belsőégésű motor hengerfej geometriai érzékenység-vizsgálata Hőtani számítási modell Peremfeltételek ●
Előírt hőmérséklet mező a szívó (80°C) és
S&T Unitis Szimulációs Akadémia 2009
kipufogó csatorna (600°C) belső felületein ●
Hőátadási tényezők és referencia
hőmérsékletek a hűtővíz tér különböző részein konstansként kezelve (felső víztér, alsó víztér középső és firedeck-el érintkező felületein)
Hőterhelések ●
Hőfluxus megadása, az egy hengerben
felszabaduló hőenergia firedeck-re jutó értékével
Belsőégésű motor hengerfej geometriai érzékenység-vizsgálata Szilárdsági számítási modell Peremfeltételek
S&T Unitis Szimulációs Akadémia 2009
referencia pont
●
Egy henger szegmens miatt, hossz irányban való megfogás
●
A firedeck hengerpersellyel érintkező felületén függőleges megfogás
●
A henger közép tengely és firedeck metszésében lévő referencia pont
keresztirányú megfogása, a pont merev kikötése az injektor furat éléhez
Mechanikai terhelések
●
Hengerfej leszorító csavarok előfeszítő erői (M16 csavar → 10.7 kN)
●
A hengerben kialakuló égési csúcsnyomás a firedeck hengerfuratra eső felületén (190 bar)
Belsőégésű motor hengerfej geometriai érzékenység-vizsgálata Geometriai érzékenység-vizsgálat kitűzött céljai Építőelemek méret változtatása
Felső bordázat topológiai optimalizálása k. borda 5
S&T Unitis Szimulációs Akadémia 2009
k. borda 4
b. borda 3
vtd
vmd
k. borda 6
b. borda 6
b. borda 5
αmd k. borda 3 b. borda 1 b. borda 4
vfd
●
A cél annak a meghatározása, hogy a kijelölt
●
k. borda 1 k. borda 2 b. borda 2
A cél annak a meghatározása, hogy a topdeck felső
méretek változtatásának milyen hatása van a
bordázatában mely bordák szerepe a legnagyobb és
hengerfej merevségi jellemzőire (referencia pont
legkisebb a hengerfej merevségi jellemzőire (referencia
elmozdulása, max. von Mises feszültség a szerkezetben)
pont elmozdulása, max. von Mises feszültség a szerkezetben)
Belsőégésű motor hengerfej geometriai érzékenység-vizsgálata A tanulmány eredményei
S&T Unitis Szimulációs Akadémia 2009
Méret változtatás hatásai
7.3%
54.5%
9.3%
4.7%
Belsőégésű motor hengerfej geometriai érzékenység-vizsgálata A tanulmány eredményei Felső bordázat topológiai optimalizációja S&T Unitis Szimulációs Akadémia 2009
Külső bordázat eredményei
Az összes borda kombinációval való számítások eredménye, hogy a 2-es és 5-ös külső bordák merevítő hatása a legnagyobb a hengerfejre, a 6-os külső bordáé a legkisebb ●
Belső bordázat eredményei
Az összes borda kombinációval való számítások eredménye, hogy a 3-as és 4-es belső bordák merevítő hatása a legnagyobb a hengerfejre ●
S&T Unitis Szimulációs Akadémia 2009
Köszönöm a figyelmet! Kérem látogassa meg cégünk honlapját a
www.c3d.hu címen. Szabó Zoltán E-mail:
[email protected] Tel: 1/348-0509
