О МЕТОДИКЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РЕСУРСА РАБОТЫ КРОМОК КАМЕР СГОРАНИЯ ПОРШНЕЙ ФОРСИРОВАННЫХ БЫСТРОХОДНЫХ ДИЗЕЛЕЙ С УЧЕТОМ МОДЕЛИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДВИГАТЕЛЯ
DOI:
https://doi.org/10.20998/DOI:10.20998/2079-0775.2019.2.05Ключові слова:
температурное состояние, граничные условия, быстроходный дизель, камера сгорания, коэффициент теплопроводности, поршень, длительная прочность, модель эксплуатацииАнотація
В работе проанализированы существующие методики прогнозирования длительной прочности поршней быстроходных дизелей с учетом усталости, ползучести и их комплексного влияния. Показано, что на процесс ползучести материала в реальных конструкциях поршней существенное влияние оказывает длительность цикла нагружения материала. Отмечено, что скорость ползучести материала в произвольный момент времени также зависит от ранее накопленной деформации ползучести. Параметры нагружения материала от цикла к циклу будут изменяться. Обосновано, что прогнозирование длительной и термоусталостной прочности поршней форсированных быстроходных дизелей следует осуществлять с учетом комплексного влияния усталости и ползучести на процесс накопления повреждений. Разработана методика оценки длительной и термоусталостной прочности поршня с учетом отмеченного комплексного влияния указанных процессов. Проведен анализ влияния истории нагружения поршня быстроходного дизеля на долговечность кромки камеры сгорания. Разработана методика, позволяющая прогнозировать время до разрушения кромки камеры сгорания на начальных стадиях проектирования двигателя с учетом модели его эксплуатации.Посилання
Pylev V.A., Shehovcov A.F., A. Ramires Mittani, Prokopenko N.V. Matematicheskoe modelirovanie nakopleniya povrezhdenij polzuchesti v porshnyah bystrohodnyh dizelej pri nestacionarnyh nagruzheniyah [Mathematical modeling of the accumulation of creep damage in the pistons of high-speed diesel engines under unsteady loads] Dvigateli vnutr. sgoraniya: Mezhreg. nauchno-tehn. sbornik. Kharkov, HGPU Publ., Iss. 56–57. 1997, pp. 54-62.
Shehovcov A.F., Pylev V.A., A.Ramires Mittani, Prokopenko N.V. Sovmestnoe vliyanie malociklovoj termoustalosti i polzuchesti na dolgovechnost porshnya bystrohodnogo dizelya [The combined effect of low-cycle thermal fatigue and creep on the durability of the piston of a high-speed diesel engine] Dvigateli vnutr. sgoraniya: Mezhreg. nauchno-tehn. sbornik. Iss. 56–57. Kharkov, HGPU Publ. 1997, pp. 50–53.
Pospisil B. Standardni metodika hodnoceni pevnosti a zivotnosti tepelne energetichyh zarizeni [Standard methodology for evaluation of strength and lifetime of thermal power equipment] Strojirenstvi. 1979. no 2. pp. 84-94.
Pospishil B., Kvitka A.L., Tretyachenko G.N. i dr. Prochnost i dolgovechnost elementov energeticheskogo oborudovaniya [Strength and durability of elements of power equipment] Kyiv, Naukova dumka Publ., 1987. 215 p.
Morrow J. Dean. Internal friction, damping, and cyclic plasticity. ASTM materials science series, 8, ASTM special technical publication, 1965, no. 378, pp. 49–62.
Collins J. A. Failure of Materials in Mechanical Design: Analysis, Prediction, Prevention. John Wiley & Sons, 1983 (Russ. ed. Collins A. Povrezhdenie materialov v konstrukciyah. Analiz, predskazanie, predotvrashenie. Moscow, Mir Publ., 1984. 624 p.).
Birger I.A., Mavlyutov R.R. Soprotivlenie materialov [Strength of materials]. Moscow, Nauka Publ. 1986. 560 p.
Timohin A.V. Povyshenie rabotosposobnosti detalej kamery sgoraniya dizelej na osnove ocenki urovnya teplovoj napryazhennosti: avtoref. dis. ... doktora tehn. nauk 05.04.02:01.02.06 “Teplovye dvigateli” [Improving the operability of parts of a combustion chamber of diesel engines based on an assessment of the level of thermal tension. Abstract of a thesis dr. eng. sci. diss 05.04.02:01.02.06 “Heat engines”]. Rybinsk, 1994, 33 p.
Bachevskij A.M. Razrabotka sposoba i metodiki eksperimentalnoj ocenki termoustalostnoj prochnosti porshnej bystrohodnyh dizelej: dis. ... kand. tehn. nauk [Development of a method and methodology for experimental evaluation of the thermal fatigue strength of high-speed diesel pistons. Cand. eng. sci. diss.]. Kharkov, 1992, 229 p.
Goldenblat I.I., Bazhanov V.L., Konkov V.A. Dlitelnaya prochnost v mashinostroenii [Long lasting strength in mechanical engineering]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1977. 248 p.
.Shehovcov A.F., Abramchuk F.I., Pylev V.A. Raschetnaya ocenka termoustalostnoj prochnosti porshnej dizelej tipa SMD s uchetom polzuchesti ih materialov [Calculation of the thermal fatigue strength of SMD diesel pistons taking into account the creep of their materials] Dvigateli vnutrennego sgoraniya. Kharkov, 1993, iss. 9, pp. 10–18.
Chajnov N.D., Timohin A.V., Ivanchenko A.B. Ocenka ustalostnoj dolgovechnosti porshnya transportnogo dizelya pri ciklicheskom nagruzhenii [Evaluation of fatigue life of a transport diesel piston under cyclic loading] Dvigatelestroenie. 1991, no. 11, pp. 14–15.
Shehovcov A.F. Metod raschetnoj ocenki termoustalostnoj prochnosti porshnej DVS [Calculation method for thermal fatigue strength of ICE pistons] Dvigatelestroenie. 1979, no 11, pp. 15–19.
Troshenko V.T., Sinyavskij D.P., Gorodeckij S.S. i dr. Issledovanie prochnosti materialov porshnej DVS v usloviyah ciklicheskogo i termomehanicheskogo nagruzhenij [The study of the strength of the materials of the internal combustion engine pistons under cyclic and thermomechanical loading] Problemy prochnosti. 1976, no 7, pp. 3–9.
Shehovcov A.F. Issledovanie nestacionarnyh teplovyh rezhimov porshnej perspektivnyh traktornyh dizelej: dis. ... doktora tehn. nauk [Research of unsteady thermal regimes of pistons of promising tractor diesel engines: dr. eng. sci. diss.]. Kharkov, 1978. 549 p.
Sovremennye dizeli: povyshenie toplivnoj ekonomichnosti i dlitelnoj prochnosti [Modern diesels: improving fuel efficiency and long lasting strength] / Ed. A.F. Shehovcov. Kyiv, Technika Publ., 1992. 272 p.
Kolobnev I.F. Zharoprochnye linejnye alyuminievye splavy [Heat Resistant Linear Aluminum Alloys]. Moscow, Metallurgiya Publ., 1973. 320 p.
Didenko A.M., Vahtel V.Yu., Shkurko Zh.G. Razrabotka i ispolzovanie metodov uskorennyh ispytanij [Development and use of accelerated test methods] Dvigateli vnutrennego sgoraniya. Kharkov, 1989, iss. 50, pp. 30–40.
Shehovcov A.F., Pylev V.A., A.Ramires Mittani, Prokopenko N.V. Vybor i obosnovanie metodov dlya opisaniya processov polzuchesti materialov detalej kamery sgoraniya bystrohodnyh dizelej [Selection and justification of methods for describing the creep processes of materials of parts of the combustion chamber of high-speed diesel engines] Dvigateli vnutrennego sgoraniya: Mezhreg. nauchno-tehn. sbornik. iss. 56-57. Kharkov: HGPU. 1997. pp. 212–218.
Pyliov V.O. Rezultati rozrahunkovogo doslidzhennya po nakopichennyu poshkodzhen v zoni kromki kameri zgoryannya porshnya v razi jogo ciklichnogo dvorezhimnogo teplovogo navantazhennya [The results of the calculated study on the accumulation of damage in the zone of the edge of the combustion chamber of the piston in the case of its cyclic two-mode heat load]. Mizhvuz. zbirnik nauk. prac. HarDAZT, 1998, iss. 32, pp. 30–33.
Lushickij Yu.V., Kosulin A.G. Ekspluatacionnyj rashod topliva i metod ego opredeleniya [Fuel consumption and method of its determination] Dvigateli vnutrennego sgoraniya. 1985, iss. 41, pp. 96–104.
Shejchenko R.I., N. A. Tkachuk, M. A. Bondarenko, E.A. Lunev. Chislennoe modelirovanie napryazhenno-deformirovannogo sostoyaniya innovacionnyh tonkostennyh mashinostroitelnyh konstrukcij [Numerical simulation of the stress-strain state of innovative thin-walled engineering structures]. Visnik Nacionalnogo tehnichnogo universitetu «Harkivskij politehnichnij institut». Kharkiv: NTU «KhPI». 2017, no. 12, рр. 137−145.
Simson E.A., Nazarenko S.A., Prevo I.D. Metody analiza i optimizacii nagruzhennyh elementov tehnologicheskih system [Methods of analysis and optimization of loaded elements of technological systems]. Visnik Nacionalnogo tehnichnogo universitetu «Kharkivskij politehnichnij institut». Kharkiv: NTU «KhPI». 2014, no 42, pp. 187–192
Neittaanmaki P., Repin S., Tuovinen T. Mathematical Modeling and Optimization of Complex Structures. Switzerland: Springer, 2016. 328 p. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-319-23564-6.
Tkachuk N.A., Hlan A.V., Shejko A.I. [and oth.] Razrabotka matematicheskogo apparata dlya resheniya zadach raschetnoeksperimentalnogo issledovaniya elementov mehanicheskih system [Development of a mathematical apparatus for solving the problems of computational-experimental study of elements of mechanical systems]. Visnik NTU "KhPI". Seriya: Mashinoznavstvo ta SAPR. 2017, no 12 (1234), pp. 110–131
Marchenko A.P., Tkachuk M.A., Sobol O.V. [and oth.] Innovacijni tehnologiyi kompozicijnogo zmicnennya poverhni elementiv virobiv dlya oboronnoyi ta energetichnoyi galuzej [Innovative technologies of composite hardening of the surface of elements of products for the defense and energy industries]. Mehanika ta mashinobuduvannya, 2017, no 1, pp. 234–246.
D.V. Breslavskij, V.A. Metelev, O.K. Morachkovskij. Anizotropiya polzuchesti i povrezhdaemosti elementov konstrukcij pri ciklicheskom nagruzhenii [Anisotropy of creep and damage to structural elements under cyclic loading] Problemy prochnosti. 2015, no 2, pp. 21–29.
Vorob’ev Yu.S., Ovcharova N.Yu. Vliyanie dinamicheskih svojstv materiala na skorostnoe deformirovanie elementov konstrukcij [The influence of the dynamic properties of the material on the speed deformation of structural elements] Visnik Zaporizkogo nacionalnogo universitetu. Zaporizhzhya, ZNU Publ., 2015, no 1, pp. 12–22.
Vorob'ev Yu. S., Ovcharova N. Ju. Skorostnoe deformirovanie mnogoslojnyh jelementov pri kontaktnom vozdejstvii [Speed deformation of multilayer elements under contact action] Tehnіchna mekhanіka. Dnіpro: ІTM NAN Ukraїni і DKA Ukraїni, 2016, no 3, pp. 17–24.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Машинознавство та САПР
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
