Автор работы: Пользователь скрыл имя, 06 Октября 2009 в 19:16, Не определен
Работа заключается в подборке поршня в двигателе внутреннего сгорания ,работающего при температуре до 600 градусов
ФЕДЕРАЛЬНОЕ
АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВОРОНЕЖСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
(ГОУВПО
«ВГТУ»)
Физико-технический факультет
Кафедра
материаловедения и физики металлов
КУРСОВАЯ
РАБОТА
по дисциплине
«Физическое материаловедение»
Расчетно-пояснительная
записка
Разработал(а)
студент(ка)
Руководитель
Члены
комиссии
Нормоконтролер
Защищена ___________________ Оценка _____________________________
2009
ГОУ ВПО
Воронежский государственный
Кафедра
материаловедения и физики металлов
Задание на курсовую работу
Выбрать материал для поршней двигателей внутреннего сгорания, работающих при температурах до С
В содержании курсовой работе по обоснованному выбору материала для указанного изделия должны быть отражены следующие этапы:
1
Анализ условий работы
2
Поиск и обоснование выбора
материала на основе заданных
параметров прочности и
3
Выбор методов и оборудования
для определения структуры и
свойств, контроля качества
4
Установление режимов при
5 Анализ возможных дефектов при термообработке и способы их предотвращения или устранения.
6
Оценка показателей (
Руководитель
Задание
приняла студентка
И.В.Кузнецова
Дата выдачи
задания
______________________________
Дата сдачи
курсовой работы ______________________________
Дата
защиты________________________
Замечания руководителя
Содержание
Задание на курсовую работу 2
Замечания
руководителя
Введение 5
1 Анализ условий работы материала и комплекс технических требований
к нему 6
2 Поиск и обоснованный выбор материала на основе заданных параметров 8
3 Выбор методов и оборудования для определения структуры и свойств
материала
4 Установление режимов термообработки, ТМО, обеспечивающих
достижение заданных свойств 14
5 Анализ возможных дефектов при термообработке и способы их
предотвращения или устранения 16
6 Оценка показателей выбранного металла 18
Заключение 19
Список
литературы 20
Введение
Выбор материала для производства определенных деталей, а также метод их упрочнения, определяются в первую очередь условиями работы деталей, величиной и характером напряжений, возникающих в процессе эксплуатации, а также размерами и формами деталей. Для определения механических свойств материалов проводят механические испытания, которые с наибольшей полнотой будут характеризовать надежность работы соответствующих изделий в заданных условиях службы.
Курсовая
работа связана с практической проблемой
выбора материала, способа его обработки
и контроля качества на всех этапах. Выполнение
этой задачи не только закрепит полученные
теоретические знания, но и поможет приобрести
практические навыки.
1 Анализ условий работы материала и комплекс технических требований к нему
Поршень - в двигателе внутреннего сгорания - деталь, предназначенная для циклического восприятия давления расширяющихся газов и преобразования его в поступательное механическое движение, воспринимаемое далее кривошипно-шатунным механизмом. Как правило, оснащён поршневыми кольцами для улучшения герметичности системы цилиндр - поршень. В поршневых компрессорах для воздуха, фреона или другого газа его роль прямо противоположная - приводимый в движение кривошипно-шатунным механизмом, поршень сжимает газ, поступивший в камеру на этапе впуска газа.
Сложная конфигурация поршня, быстро меняющиеся по величине и направлению тепловые потоки, воздействующие на его элементы, приводят к неравномерному распределению температур по его объему и, как следствие, к значительным переменным по времени локальным термическим напряжениям и деформациям.
Во-первых поршень, перемещаясь в цилиндре, позволяет расширяться сжатым газам, продукту горения топлива, и совершать механическую работу. Следовательно, он должен сопротивляться высокой температуре, давлению газов и надежно уплотнять канал цилиндра. Во-вторых , представляя собой вместе с цилиндром и поршневыми кольцами линейный подшипник скольжения, он должен наилучшим образом отвечать требованиям пары трения с целью минимизировать механические потери и, как следствие, износ. В-третьих, испытывая нагрузки со стороны камеры сгорания и реакцию от шатуна, он должен выдерживать механическое воздействие. В-четвертых, совершая возвратно-поступательное движение с высокой скоростью, должен как можно меньше нагружать кривошипно-шатунный механизм инерционными силами.
Существенным моментом в конструкции, как мы выяснили, является материал, из которого поршень изготовлен.
К материалам, применяемым для изготовления
поршней автотракторных двигателей, предъявляются
следующие требования: высокая механическая
прочность; малая плотность; хорошая теплопроводность;
малый коэффициент линейного расширения;
высокая коррозионная стойкость; хорошие
антифрикционные свойства[1].
2 Поиск и обоснованный выбор материала
на основе заданных параметров
Из анализа условий работы детали и комплекса требований к нему, а также его экономических показателей известно, что для изготовления поршней в настоящее время в основном используют алюминиевые сплавы, реже серый чугун, а также композиционные материалы, и в отдельных случаях стали.
Рассмотрим в качестве возможного материала
следующие марки сплавов: Д16 , АК4-1,СЧ-45,
20Х3МВФ, 03Н18К9М5Т
Химический состав данных сплавов указан в таблицах 1,2 и 3
Таблица 1.Химический состав алюминиевых сплавов
| Сплав | Содержание элементов в % | |||||||
| Сu | Mg | Mn | Si | Fe | Ni | Zn | Ti | |
| Д16 | 3,8-4,5 | 1,2-1,8 | 0,3-0,9 | 0,5 | 0,5 | 0,1 | 0,3 | 0,1 |
| АК4-1 | 1,9-2,5 | 1,4-1,8 | 0,35 | 0,8-1,3 | 0,8-0,3 | 0,3 | 0,02-0,1 | |