Проектування та аналіз шатуна для зменшення ваги та напруги; IJERT

    Відкритий доступ

аналіз

Проектування та аналіз шатуна для зменшення ваги та напруги

Д-р B S N Murthy1, K. Adarsh ​​Kumar2, Mohammed Abdul Shafeeq3, S. Sai Sundara Praveen4

1Асоційований професор, 2Асистент, 3,4 студент,

1,2,3,4Головна машинобудування, GIT, GITAM,

Вішакхапатнам-530 045, Андхра-Прадеш, Індія.

Ключові слова: - Зменшення напружень, шатун, аналіз кінцевих елементів.

Шатун є основною частиною двигуна. Він обертає колінчастий вал, що допомагає двигуну будь-якого автомобіля обертати колеса. Він розташований між кривошипом і поршнем двигуна. Він призначений протистояти напруженням від горіння та руху поршня. Це невеликий ваговий компонент. Він повинен витримувати більші силові навантаження, хоча і менший за вагою. Основне призначення шатуна полягає у забезпеченні руху рідини між поршнями та колінчатим валом, і тому шатун зазнає значного напруження від навантаження, представленої поршнем. При побудові високопродуктивного двигуна велика увага приділяється шатунам. Найефективнішою особливістю шатуна повинна бути рівномірна форма.

Поперечний переріз конструкції стрижневої балки повинен бути розподілений і мінімізувати напруження на масивних масивах рівномірної форми. В процесі експлуатації напруження генеруються і випромінюються з одного або декількох джерел на деталі, оскільки стрижень функціонує. Будова шатуна в двигуні показано на рис. 1

Рис. 1: Шатун в двигуні

Основний вузол шатуна полягає у перетворенні зворотно-поступального руху у обертальний рух і навпаки, як показано на рис. 2. Натискання та витягування поршня, який може передавати енергію. Це обертає шток і кривошип. Він відомий як серцевина двигуна. Він виконує штовхання поршня та тягання поршня в основному для того, щоб працював механізм двигуна. Це забезпечує потужність двигуна для запуску та переміщення обладнання, в якому воно використовується. Найчастіше використовується в двигунах автомобілів. Шатун, що використовується у всіх видах транспортних засобів, таких як автомобілі, вантажівки та велосипеди, де б не працював двигун внутрішнього згоряння. Усі комерційні машини матимуть такий двигун, де використовуються шатуни. Навіть будівельні машини, такі як бульдозери, дорожні котки (землерийні машини), використовують двигуни внутрішнього згоряння. Таким чином, всі цілком машини в основному залежать від поршня, шатунів і колінчатих валів.

Рис. 2: Робота шатуна

Сурадж Пал та ін. [1] вивчав аналіз кінцевих елементів одноциліндрових чотиритактних бензинових двигунів. Структурні системи шатунів можна легко проаналізувати, використовуючи методи кінцевих елементів. Отже, спочатку розроблена відповідна модель скінченних елементів за допомогою Cad Software Pro/E Wildfire 4.0. Потім проводиться статичний аналіз, щоб визначити напруження фон Міссеса, напругу зсуву, пружну деформацію, загальну деформацію в даний час

розробити шатун для заданих умов навантаження за допомогою програмного забезпечення для аналізу кінцевих елементів ANSYS v 12. У першій частині дослідження проводяться статичні навантаження, що діють на шатун, після чого виконуються роботи для безпечного проектування.

Нага Маллешвара Рао та ін. [2] досліджували можливості зменшення ваги в шатуні I.C. двигун шляхом вивчення різних матеріалів, таких як генетична сталь, алюміній, титан та чавун. Це спричинило проведення детального аналізу навантаження. У цьому дослідженні розглядались дві теми: перша, аналіз статичного навантаження та напруги шатуна та друга, оптимізація конструкції для відповідного матеріалу для мінімізації прогину. Сударшан Кумар та ін.

[3] описує моделювання та аналіз шатуна. У цьому проекті шатун замінений алюмінієм, посиленим карбідом бору для мотоцикла Suzuki GS150R. З розрахунків складається 2D-креслення. Параметрична модель шатуна моделюється за допомогою програмного забезпечення PRO-E 4.0. Аналіз проводиться за допомогою програмного забезпечення ANSYS.

Спостерігається, що в багатьох випадках зменшення ваги шатуна було отримано шляхом видалення матеріалів з певних регіонів. Широко використовуваними матеріалами у виробництві шатунів є вуглецева сталь, чавун, кована сталь, порошковий метал тощо. Отже, є можливість випробувати інші матеріали, такі як титановий сплав, вуглецеве волокно, алюмінієвий сплав, скловолокно тощо, щоб отримати легку альтернативу . Оскільки це невелика вага, маса деталі зменшиться. Тому ми можемо оптимізувати шатун для зменшення ваги із застосуванням таких матеріалів. Шатун у будь-якому двигуні визначає ефективність роботи двигуна. Є багато факторів шатуна, які впливають на ефективність та