مقايسه منحني مشخصه واشر سرسيلندر فلزي از دستگاه بارگذاري موضعي با شبيهسازي المان محدود

Comparison characteristic curve metal cylinder-head gasket from localize loading device with finite element simulation

اين مقاله به مطالعه موردي منحني مشخصه ي يك واشر سرسيلندر فلزي مي پردازد. منحني مشخصه نشانگر تغييرات نيرو جمعشدگي واشر -سرسيلندر در چرخه ي بارگذاري باربرداري است. بيد واشر، بيشترين تاثير را در عملكرد آبندي بر عهده دارد و منحني مشخصه بر اساس شكل -آن تغيير ميكند. از روشهاي به دست آوردن آن بارگذاري باربرداري كلي و همچنين موضعي ميباشد. در بارگذاري كلي واشر بين سنبه و -ماتريس تحت نيرو قرار ميگيرد ولي در موضعي نيرو به ناحيهاي از بيد اعمال ميشود. بارگذاري كلي نياز به پرسي دارد كه قادر به اعمال نيروي زياد باشد و همچنين اين روش بر روي واشرهايي با چند بيد مختلف كارايي ندارد. بعلاوه امكان بررسي تاثير تختي نواحي اطراف بيد واشر بر روي منحني نيرو جمعشدگي وجود ندارد. بنابراين دستگاهي جهت تست موضعي ساخته شد و با آن بارگذاري انجام گرفت. جهت تاييد نتايج، از -روش المان محدود با نرمافزار آباكوس چند شبيه سازي انجام شد. در ابتدا شكل بيد واشر از طريق دستگاه سايهنگار نوري استخراج شد و مدل المان محدود ايجاد شد. در راستاي بررسي مدل المان محدود بارگذاري موضعي، به دليل شرايط مرزي نامشخص و تقارن موجود در شكل واشر، شبيه سازي سهبعدي به صورت 11 و 31 درجه مدل شد كه نتايج تقريبا يكسان هستند. پس از مقايسه نتايج شبيه سازي با دستگاه، مقادير به دست آمده از دستگاه نسبت به شبيه سازي در جابجايي برابر كمتر است كه ميتواند به دليل عدم تختي سطح واشر و شيبدار بودن سطوح اطراف بيد واشر باشد.

This article describes a case study of characteristic curve of a metal cylinder head gasket. The characteristic curve indicates force-closure changes of cylinder head gasket in the loading-unloading cycle. Bead of cylinder head gaskets has the greatest effect on sealing performance and the characteristic curve varies based on its shape. Overall and local Loading-unloading procedures are used to obtain it. In overall loading gasket placed between a punch and matrix under force, but in local loading the force is applied only on a part of the bead. The overall loading needs a press device that can apply heavy force. This procedure cannot be used for the type of cylinder head gaskets that have multiple beads. Also it is not possible to assess the unflatten zones around a bead of cylinder head gasket on the force-closure curve. Therefore a device was built for local assessment and loading was conducted. In order to confirm the results, several simulations were performed with the finite element method with the Abaqus software. First the profile of bead of gasket was extracted through the profile projector device and a finite element model was created. In order to investigate the finite element model of local loading, because of uncertain boundary conditions and symmetry in the gasket figure, two 10 and 30 degree 3D simulation of cylinder head gasket were modelled which The result are almost the same. After comparing local simulation results with the values obtained from the device, in the same displacement the values obtained from device were smaller than the values in simulations which can be due to the non-flat surface of gasket and inclined surfaces around the bead of cylinder head gasket.