Zylinkerkopf Eigenspannungen

Zylinderkopf Simulation
Die Optimierung moderner Motoren betrifft sämtliche Bauteile inklusive deren Herstellungsverfahren. Sowohl die geometrische Form als auch die Materialeigenschaften der einzelnen Motorenkomponenten werden ständig weiterentwickelt.

Die Mitber√ľcksichtigung von Eigenspannungen, welche aus dem Herstellprozess resultieren, ist mittlerweile Gegenstand der Entwicklungsarbeit.

Zylinderkopf FEM
Im vorliegenden Projekt wurden anhand von Zylinderköpfen die während der Herstellung resultierenden Eigenspannungen berechnet. Dazu sind thermo-mechanisch gekoppelte FEM Berechnungen des transienten Prozesses notwendig.

Die w√§hrend¬†des Spannungsarmgl√ľhens und dem nachfolgenden Abschrecken entstehenden Eigenspannungen sind stark von dem sich einstellenden W√§rme√ľbergang abh√§ngig. Somit kommt der Bestimmung der Orts- und Lageabh√§ngigen W√§rme√ľbergangszahlen entscheidende Bedeutung zu.

Zylinderkopf FEA
Dar√ľberhinaus sind die¬†temperaturabh√§ngigen Materialeigenschaften der jeweiligen Legierung entscheidend f√ľr das Ergebnis. Die vollst√§ndigen Spannungs-Dehnungs-Kurven¬†der Aluminiumlegierungen m√ľssen von Raumtemperatur bis 500 ¬įC bekannt sein. Diese wurden dem Projekt vorgelagert durch Warm-Zug-Versuche (Gleeble-Versuche) bestimmt.

Mit Hilfe der gekoppelten Simulationen konnten deutliche Unterschiede betreffend Wasser abschrecken bzw. Luft abk√ľhlen ermittelt werden.

Die drei Bilder zeigen die unterschiedlichen Modelle, die ausgehend vom Gesamtmodell bis hin zu einem Submodell des Zylinderkopfes verwendet wurden. Aus Geheimhaltungsgr√ľnden k√∂nnen keine Ergebnisse der Analysen gezeigt werden.

Ansprechperson

Dr. Wolfgang Krach

+43 1 974 89 91-11