تحليل خستگي گرمائي- مكانيكي پُرچرخه چندراهه دود موتور پرخوران به روش اثر دو سويه سيال و جامد

امروزه كارخانه‏هاي خودروسازي به منظور افزايش گشتاور و توان با در نظر گرفتن مصرف سوخت، به سمت توليد موتورهاي پرخوران رفته اند. با توجه به افزايش دماي گازهاي خروجي در موتورهاي تقويت شده شناسايي نقاط بحراني چندراهه دود در شرايط بحراني كاركرد موتور (حداكثر دور و باركامل)، براي پيش گيري از شكست چندراهه دود بسيار مهم است. در اين پژوهش تحليل ترمومكانيكي، خستگي و تخمين عمر چندراهه دود در بحراني‏ترين حالت كاركرد موتور با استفاده از تعامل دو طرفه محيط سيال و پوسته جامد، انجام شده است. در تعامل دو طرفه در هر گام زماني ابتدا تحليل جرياني چندراهه در نرم‏افزار فلوئنت انجام مي‏شود، سپس دما، ضرايب انتقال حرارت جابجايي و فشار از محيط سيال روي سطح داخلي پوسته چندراهه نگاشت مي‏شود. در محيط جامد پيش بار پيچ‏ها، بسترهاي ارتجاعي براي در نظر گرفتن اثر بستار و پرخوران درنظر گرفته شده و تحليل ترمومكانيكي با نرم‏افزار انسيس انجام مي‏شود، سپس با محاسبه كرنش و تغيير شكل چندراهه، شبكه جديد براي تحليل در گام زماني بعدي به نرم‏افزار فلوئنت وارد مي‏شود و اين چرخه با توجه به تعداد گام زماني تا انتهاي چرخه‏ ادامه مي‏يابد. نتايج شبيه سازي گرمايي جريان و محيط جامد با داده‏هاي آزمون تجربي دما، صحه گذاري شده است. در نهايت نقشه‏هاي دما و ضريب انتقال حرارت، دما در پوسته جامد، كرنش، تنش محوري، فون ميزز و تنش‏هاي تناوبي رسم شده و عمر چندراهه دود تخمين زده شده است.