الملخص يجب تصميم قضيب التوصيل بموثوقية عالية، بحيث يكون قويًا بما يكفي ليظل صلبًا تحت الأحمال الميكانيكية، ومع ذلك خفيف الوزن بما يكفي لتقليل قوى القصور الذاتي، التي تنتج عندما يتوقف القضيب والمكبس، ويعكسان الاتجاهات، ويتسارعان مرة أخرى في نهاية كل شوط. في هذه الدراسة، يتم استخدام قضيب توصيل مصنوع من الفولاذ بتصميم تقليدي كخط أساسي. يتم تقديم مفهوم المواد المتدرجة وظيفيًا (FGM) كبديل للفولاذ التقليدي. يتم إنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد لقضيب التوصيل وتحليله بواسطة طريقة العناصر المحدودة (FEM) باستخدام حزمة البرمجيات ANSYS لتقييم توزيع الضغوط على طول القضيب بالكامل. بالإضافة إلى ذلك، يتم إجراء تحليلات انتقالية وقوة، ويتم التحقق من النتائج من خلال محاكاة الكمبيوتر. من المعلوم أن تحسينات تصميم قضيب التوصيل تعزز مباشرة أداء المحرك عن طريق زيادة الموثوقية، وعمر الخدمة، والكفاءة، واقتصاد الوقود، وتقليل الضوضاء والحجم والوزن والاهتزاز. تبحث هذه الدراسة تأثير المواد المتدرجة وظيفيًا على أداء قضيب التوصيل وتهدف إلى تحسين التصميم لتقليل أقصى إجهاد فون ميزس في المناطق الحرجة. يتم إجراء التحليل باستخدام برامج FEA، مع تقديم نتائج النمذجة والمحاكاة بشكل مفصل. لتحقيق التحسين، يتم تقييم ثلاث تركيبات من المواد (الألمنيوم-الفولاذ، والألمنيوم-التيتانيوم، والتيتانيوم-الفولاذ). يتم تحديد التركيبة الأكثر فعالية بناءً على الأداء. تشير التحليلات النظرية إلى أن تصنيع قضيب توصيل قائم على FGM باستخدام عملية تشكيل طبقات كبيرة هو أمر ممكن. من منظور الإجهاد، يوفر مركب الألمنيوم-التيتانيوم أفضل أداء، حيث يظهر تقليلًا بنسبة 49.4% في الإجهاد مقارنة بقضيب الفولاذ. ومع ذلك، بسبب تكلفته الأعلى، يوفر مركب الألمنيوم-الفولاذ حلاً أكثر توازنًا، محققًا تقليلًا بنسبة 44% في الإجهاد مع كونه أكثر فعالية من حيث التكلفة.
فحص هيديا وآخرون (الأربعاء) هذا السؤال.