تحلیل و ارزیابی تنش، تخمین عمر خستگی و تحلیل هیدرودینامیک لایه روغن گژن پین موتور ملی ef7

مجموعه انتهای چشم کوچک شاتون، بوش برنزی، باس پیستون و گژن پین از جمله قطعات حساس درون موتور هستند که در شرایط کاری سخت و دمای بالا قرار دارد. در تحقیق حاضر به مطالعه جامع تحلیل تنش، خستگی و هیدرودینامیک روغن کاری و سطوح تماسی در مجموعه انتهای کوچک شاتون، باس پیستون، گژن پین و بوش برنزی موتور ملی ef7 پرداخته شد. برای هر تحلیل بیش از سه روش ارائه شد، آزمون تجربی کرنش سنجی و آزمون دوام جهت صحه گذاری نتایج تحلیل تنش و تحلیل خستگی انجام شد، از شبکه های عصبی برای پیش بینی پارامترهای روغن کاری حالات مختلف موتور استفاده شد. نتایج این تحقیق نشان می دهد بیشترین نیروی عمودی (f_y) وارده به گژن پین در دور rpm 4000 به میزان n 42373 در لحظه احتراق می باشد، که نرم افزار avl excite آن را نیز تایید و صحه گذاری می کند. بیشترین تنش و تغییر شکل بیضوی شدن به روش تحلیلی به ترتیب mpa 412 و mm 00147/0 دور rpm 4000 موتور ملی پرخوران در لحظه احتراق رخ می دهد. بیشترین فشار سطوح تماسی به مقدار mpa 42/45 است، که این مقدار دقیقاً به روش اجزای محدود نیز بدست آمد. بیشترین تنش فون میسز به روش اجزای محدود به میزان 418 در مرکز گژن پین بعد از احتراق در گره 453 از المان 1444 در دور rpm 4000 رخ می دهد. اندازه گیری تجربی تنش تبعیت خوبی با نتایج مدل اجزای محدود را نشان داد. آن چنان که حداکثر اختلاف بین نتایج تحلیل اجزای محدود تنش، به روش cae و روش تجربی کرنش سنجی در دو المان شماره 2522 و 212 بیش از 5/3% مشاهده نشد. گره 1110 بحرانی ترین وضعیت به لحاظ تحلیل خستگی دارد. بیشترین آسیب خستگی به روش شمارش جریان باران و کمترین ضریب اطمینان خستگی در این گره به ترتیب به میزان 10-10×76/1 و 84/2 در دور rpm 4000 به روش فون میسز استفاده شده در نرم افزار femfat می باشد، که با نتایج کد نویسی در نرم افزار matlab نیز تطابق دارد. نتایج آزمون دوام 800 ساعته گژن پین، نحوه سایش واقعی آن را نشان داد، گژن پین آسیب قابل ملاحظه ای نمی بیند و رتبه آن شماره 1 معادل عالی می باشد. این امر نیز توسط تحلیل خستگی در نرم ارفزار femfat و کدهای نوشته شده در matlab نیز تائید گردید. بیشرین فشار هیدرودینامیک لایه روغن در دور rpm 3500 در °372 زاویه لنگ (لحظه احتراق) در موتور ef7 پرخوران با سوخت cng به میزان mpa 446 در دمای کاری °c140 رخ می دهد. در شرایط کمترین فشار هیدرودینامیک لایه روغن به میزان ?m 83/1 می باشد، که احتمال سایش یاتاقان وجود دارد. نتایج حل عددی به روش fdm نیز نتایج مدل سازی یه کمک نرم افزار avl را با تفاوت بسیار کمی صحه می گذارد. بهترین توپولوژی شبکه عصبی ffbp برای پیش بینی پارامترهای روغن کاری (بیشینه فشار و کمینه ضخامت) توسط شبکه عصبی ساختار 2-30-24-6 با الگوریتم آموزش trainlm و توابع آستانه logsig، tansig و pureline می باشد. این شبکه در 120تکرار در مدت 6/85 ثانیه با خطای یادگیری 00229/0 همگرا می شود. خطای شبکه(mse) برای این توپولوژی برای الگوهای آموزش، ارزیابی و تست به ترتیب 0013/0، 0027/0 و 0018/0 می باشد. ضریب همبستگی(r2) نیز برای الگوهای آموزش، ارزیابی و تست به ترتیب 9952/0، 9988/0 و 9965/0 می باشد.