Ottimizzazione strutturale di un basamento di un motore aeronautico di grossa cilindrata

Transcript

1 Università degli Studi di Bologna Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica Laboratorio CAD Ottimizzazione strutturale di un basamento di un motore aeronautico di grossa cilindrata Tesi di Laurea di: Relatore: Prof. Ing. LUCA PIANCASTELLI RICCARDO RUGGERI

2 Sviluppo della tesi Lo scopo di questa tesi è l ottimizzazione strutturale del basamento di un motore diesel aeronautico denominato VD007

3 Sviluppo della tesi Si affronterà il problema: Realizzazione degli attacchi per il collegamento del basamento con il castello motore Realizzazione degli attacchi per il collegamento del basamento con il riduttore di velocità dell elica Analisi dei carichi agenti sul basamento Ottimizzazione strutturale del basamento Verifica delle tensioni Modifica strutturale al fine di diminuire la sollecitazioni presenti

4 Realizzazione degli attacchi Realizzazione degli della attacchi piastra per il collegamento con il il castello riduttore motore di velocità tramite dell elica 6 piastre dotata di 8 dotate fori filettati di 16 fori M 12 filettati M10 in totale

5 Analisi dei carichi I carichi che agiscono sul basamento sono: Le sedi dei cuscinetti Sulle Sull dell attacco sedi albero dei per a gomiti il cuscinetti collegamento sono sottoposti si scarica con alle il un momento riduttore forze che di giroscopico agiscono velocità sul dovuto dell manovellismo elica alla si rotazione scarica tra cui, il dell momento le forze albero di giroscopico pressione motore pari dovuto dovute a 125 alla allo Nm rotazione scoppio dell nella elica camera di 296 di Nm e una combustione forza di trazione e le forze dovuta di inerzia. all elica di N

6 Materiale utilizzato Per la realizzazione del basamento del VD007 è previsto l utilizzo di una lega di alluminio classificata come GD- AlSi9. L utilizzo di queste leghe in campo motoristico e soprattutto in quello aeronautico ha avuto particolare successo in quanto le leghe di alluminio presentano una bassa densità, circa un terzo di quella dell acciaio e pari a 2,77 Kg/dm ^3 Questa lega presenta una tensione di snervamento pari a 130 MPa. Si dovrà verificare che le sollecitazioni presenti non superino tale valore

7 Ottimizzazione strutturale Tutti i carichi analizzati risultano essere costanti nel tempo ad eccezione delle forze che agiscono sul Considerando manovellismo e la che si scaricano nel basamento sulle sedi dei cuscinetti. combustione Le tensioni maggiori nei cilindri si riscontrano più vicini in all Si considera la combustione in successione elica prossimità nei l analisi vari degli cilindri delle per determinare la configurazione dei carichi tensioni attacchi più evidenzia e delle gravosa per il basamento. come bocche si per raggiungano l entrata Dalle analisi effettuate le tensioni maggiori tensioni dell manifestano acqua superiori destinata a quando la combustione avviene nei cilindri 2000 al più raffreddamento MPa. vicini Le all parti elica. del basamento colorate in rosso sono sottoposte a tensioni accettabili (100 MPa) per il tipo di materiale impiegato.

8 Ottimizzazione strutturale La Al tensione fine di massima diminuire è calata le tensioni a 467 si MPa sono, inoltre allargate si nota la piastre come le sollecitazioni e si sono realizzate siano calate nervature in tutto verticali il basamento e orizzontali ( le superfici colorate in rosso sono predominanti )

9 Ottimizzazione strutturale La sede Si è tensione del modificato massima il Si ècuscinetto, sistema scesa sono a inoltre di 259 sulla ingresso MPa. Si allargate può quale dell acqua affermare si scaricano le nelle piastre che le per sulla forze camicie il superficie del collegamento cilindro in dei cilindri per con esterna combustione il raffreddamento il castello non sono,risulta motore del fino presenti essere motore a compenetrare la tramite sollecitazioni zona una nelle che soggetta condotta potrebbero sedi alle cilindriche tensioni realizzata tra realizzate danneggiare più alte i cilindri a per V. il l alloggiamento basamento delle viti

10 Ottimizzazione strutturale Si sono irrobustite le sedi dei cuscinetti: Vecchia sede Nuova sede Attraverso le modifiche apportate,le zone sottoposte ad alte tensioni sono limitate e la tensione massima è ridotta a valori che non superano i 190 MPa

11 Conclusioni Attraverso le modifiche eseguite le tensioni presenti nel motore sono state ridotte da 2027 MPa a 190 MPa. Nonostante ciò risultano essere ancora troppo elevate in previsione dell utilizzo della lega di alluminio AlSi9.

12 FIN