تحلیل مفهومی استحکام شاتون به کمک روش جرم های متمرکز

در این پژوهش، سینماتیک، دینامیک و استحکام یک شاتون موتور خودرو مطالعه مفهومی می­شود. با بکارگیری روش پیشنهادی جرم­های متمرکز ممان اینرسی، گشتاور و نیروهای وارد بر مقاطع دلخواه ساق محاسبه می­شود. این روش امکان محاسبه خصوصیات هندسی جرم­های غیرمتمرکز را به سادگی فراهم می­آورد. محاسبه مفهومی، بستر مناسبی برای بهینه­سازی قطعه در گام­های طراحی و صرفه جویی در هزینه دراز مدت شبیه­سازی­های عددی خواهد بود. بر این اساس، اثر مشخصه­های نحوه­ی توزیع جرم و هندسه مقطع ساق شاتون بر رفتار استحکامی بررسی می­گردد. ارتفاع بهینه، زاویه­ی بحرانی و اثر ضخامت مقطع ساق شاتون بررسی می­شود. جهت کمینه نمودن نیروهای محوری و عمودی و گشتاور وارد بر لنگ، مکان بهینه مرکز جرم به ترتیب در حدود 22/0 و 105/0 فاصله­ی مراکز چشمه­ها از محل چشمه­ی بزرگ بدست آمد. این امر با توصیه قرار گرفتن مرکز جرم در کمتر از یک‌سوم طول شاتون از مرکز چشمه­ی کوچک مراجع هم خوانی دارد.