Calculation of durability of a thin functional ceramic coating using the ANSYS Mechanical software package | Расчет долговечности тонкого функционального керамического покрытия с использованием программного комплекса ANSYS Mechanical

Calculation of durability of a thin functional ceramic coating using the ANSYS Mechanical software package | Расчет долговечности тонкого функционального керамического покрытия с использованием программного комплекса ANSYS Mechanical

2022

Volkov, K.G. | Ipatov, A.G.

Russian. Разработка новых покрытий в области машиностроения и ремонтного производства является долгим, сложным и дорогостоящим процессом. При определении исходных свойств материалов покрытия целесообразным является выполнение предварительных расчетов на прочность и долговечность. Данные меры позволяют в значительной мере снизить дорогостоящие экспериментальные исследования и определить целесообразность дальнейших работ в выбранном направлении. Цель работы - выполнение численного моделирования долговечности тонкого функционального керамического покрытия для рабочей поверхности тарелок клапанов газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания. В работе рассмотрен клапан газораспределительного механизма с тонким керамическим защитным покрытием. Расчеты проводились в программной среде ANSYS Mechanical с использованием модуля Static Structural. Результатами расчетов являются напряжения, действующие на клапан и рабочую фаску, в частности, усталостная долговечность покрытия. По полученным данным сделан вывод о целесообразности использования рассматриваемого покрытия. Значение максимальных напряжений в фаске клапана меньше допустимого более чем в 2 раза; деформации покрытия и клапана имеют соизмеримые значения; усталостная долговечность составляет 35 x 10E6 циклов.

Show more [+]

Less [-]

English. The development of new coatings in the field of mechanical engineering and repair activity is a long, complex, and expensive process. When determining the initial properties of the coating materials, it is advisable to perform preliminary calculations for strength and durability. These measures make it possible to reduce the cost of experimental studies and to determine the effectuality of further work in this direction. The purpose of this work is to perform numerical modeling of the durability of a thin functional ceramic coating for the working surface of the valve plates of the gas distribution mechanism of an internal combustion engine. The paper considers the valve of the gas distribution mechanism with a thin ceramic protective coating. Calculations were carried out in the ANSYS Mechanical software environment using the Static Structural module. The results of the calculations are the stresses acting on the valve and the working chamfer, in particular, the fatigue durability of the coating. According to the data obtained, a conclusion is made about the expediency of using the considered coating. The value of the maximum stresses in the valve chamfer is 2 times less than permissible ones; deformations of the coating and the valve have comparable values; fatigue durability is 35 x 10E6 cycles.

Show more [+]

Less [-]

Bibliographic information

The Bulletin of Izhevsk State Agricultural Academy

Issue

2

ISSN

1817-5457

Other Subjects

Reparacion; Moteur a combustion interne; Longevite; Reparation; Industrie mecanique; Federacion de rusia; Federation de russie; Motores de combustion interna

Note

Summaries (En, Ru). 6 ill.. 10 ref.