Seramik kaplı dizel motor pistonlarda termal gerilmelerin sonlu elemanlar metoduyla belirlenmesi
Determination of thermal stresses in ceramic coated disel engine pistons using finite elements method
- Tez No: 245205
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. MUHAMMET CERİT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2009
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sakarya Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Tasarım ve İmalat Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 105
Özet
Mühendislik problemlerinin çözülmesinde sayısal metotlar son yıllarda sıklıkla uygulanmaktadır. En çok bilinen ve kullanılan sonlu elemanlar yöntemidir. Sonlu elemanlar metodu, son yirmi yılda bilgisayar destekli tasarımın vazgeçilmez bir parçası olmuştur. Özellikle hızlı ve güvenilir biçimde gerçekleştirilmesi gereken mukavemet analizlerinde, malzemenin tahribatını gerektirecek deneyimlerin bilgisayarlı tahribatsız olarak gerçekleştirilmesinde, çok sayıda tekrar gerektiren hesaplamalarda bu metodun sağladığı faydalar tartışılmazdır. Bu çalışmada, bu metodun seramik kaplı dizel ve benzinli pistona uygulanması ele alınmıştır.Bu çalışma ile dizel ve benzinli motor pistonunun ANSYS programında modellenmesi, kalınlığı ve genişliği değişen çeşitli kademelerde ?Termal Bariyer? MgZrO3, NiCrAl malzeme kaplanmalarının oluşturulması, sınır şartlarının tanımlanması ve ANSYS programı içerisinde termal gerilme analizleri gerçekleştirilmiştir.Piston üzerine homojen kaplanabilen ve yüksek sıcaklıklarda çalışabilen ?Termal bariyer? kaplamalar; yanma odası sıcaklığını artırarak sistemin verimini de artırmaktadır. Bu kaplamaların sahip olduğu en büyük dezavantaj, kaplamanın yapıldığı ana metal ile arasındaki termal genleşme katsayıların farkından dolayı oluşan gerilmelerdir. Bu gerilmeler piston ve termal bariyer arasında çatlakların, ayrılmaların oluşmasına neden olmaktadır. Söz konusu çatlakları ve ayrılmaları önlemek için fonksiyonel derecelendirilmiş kaplamalar uygulanmaktadır. Çalışmalar sonunda elde edilen değerler ile piston yüzey sıcaklığının düştüğü, seramik kaplanmış pistonun son derece avantajlı olduğu ve tabakalı kaplamanın oluşan termal gerilmeler yönünden avantajlı olduğunu yapılan çalışma sonunda görülmüştür.
Özet (Çeviri)
Recently, numerical methods are commonly employed in solution of engineering problems. Finite elements method (FEM) is the most widely used one among the other methods. In the last twenty years, FEM has become an unargued part of computer aided design process. Making use of FEM provides fast and reliable solutions for structural design problems and less number of destructive tests are required. In this study, FEM is used in order to analyses ceramic coated diesel and gasoline engine pistons.In the study, diesel and gasoline engine pistons are modeled in ANSYS software. Thermal barrier coatings of MgZrO3 and NiCrAl with different thickness and width values are created on the pistons. Furthermore, the boundary conditions are defined. Consecutively, thermal stress analyses are performed with ANSYS. Homogenously coated thermal barriers on the pistons can work at high temperatures and increase the efficiency of the system by resisting high temperatures in combustion chambers. However, the most significant drawback of thermal barrier coating is the thermal stresses introduced due to the difference between expansion coefficients of base and coating materials. The thermal stress brings about cracks and separation between the piston and the coating. Thus, in order to figure out this problem functionally graded coating are applied. The results of this study reveals that, the surface temperature of pistons are degraded by using thermal barrier coatings. Besides, the coated pistons are advantageous in application. In addition, layered coating is a functional method for thermal stress.
Benzer Tezler
- Termal bariyer kaplamanın turbo doldurmalı bir dizel motorunun performansına etkileri
Başlık çevirisi yok
HALİT YAŞAR
Doktora
Türkçe
1997
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VELİ ÇELİK
- Kademeli termal bariyer kaplamanın bir dizel motorda yanma, performans ve egzoz emisyonlarına etkisi ve yanma odası elemanlarında oluşan termal ve basınç gerilme analizi
Effect of partitioned thermal barrier coating on performance and exhaust emissions i̇n a diesel engine and thermal and pressure stress analysis of combustion chamber elements
HÜSNA TOPKAYA
Doktora
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiBatman ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN AYDIN
- Türboşarjlı bir dizel motorunun yanma odası yüzeylerinin Y2O3-ZrO2 ile kaplanmasının performans ve emisyona etkileri
The effects of Y2O3 with coatings of combustion chamber surface on performance and emissions in a turbocharged diesel engine
MURAT CİNİVİZ
Doktora
Türkçe
2005
Makine MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. SAHİR SALMAN
- Seramik kaplı dizel motor pistonunun sonlu elemanlar yöntemi ile yapısal ve termal analizi
Finite element analysis of thermal barrier coated diesel engine pistons
MAHMUT NEDİM ERŞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Makine MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MUHAMMET CERİT
- Seramik kaplı bir dizel motor yanma odasının termal analizi
Thermal analysis of a diesel engine combustion chamber with ceramic coated
UĞUR ÇAKIR
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
EnerjiSakarya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. EKREM BÜYÜKKAYA