Modeling of loads and features of changing the structure of the material of the steel piston of a gas generator

В работе приводится обоснование выбора материала поршня ДВС газового генератора с применением различных методов исследования. Объектом исследования выбран стальной поршень ДВС газового генератора марки JGC 624 GS-N.L производителя GE Jenbacher. Целью данной статьи является анализ изменения нагрузок в различных сечениях стального поршня и соответствующее изменение структуры материала, уточнение фазового состава материала поршня. Научная новизна исследования в статье состоит в том, что в нем были использованы различные методы, а именно металлографические исследования поршня и трехмерное твердотельное моделирование с помощью программы КОМПАС-3D с расчетом термоустойчивости. В результате исследования было проведено сравнение стальных и алюминиевых поршней, металлографические исследования образцов из разнонагруженных частей поршня (из шапки и юбки), создана трехмерная модель поршня ДВС газового генератора в программе Компас 3D, произведен расчет задачи термоупругости, которые показали, что наибольшие напряжения и деформации возникают в местах максимальных температурных нагрузок. Результаты и материалы работы могут использоваться для дальнейшего исследования и фазового анализа образцов поршня. The paper considers the differences in the physical working conditions of steel and aluminum pistons; substantiates the choice of the piston material of the internal combustion engine of a gas generator using various research methods. The object of the study was the steel piston of the internal combustion engine of the gas generator brand JGC 624 GS-N.L manufacturer GE Jenbacher. The purpose of this article is to analyze the changes in loads in various sections of the steel piston and the corresponding change in the structure of the material, clarifying the phase composition of the piston material. The scientific novelty of the research in the article is that various methods were used in it, namely metallographic studies of the piston and three-dimensional solid-state modeling using the COMPASS-3D program with the calculation of thermal stability. As a result of the study, a comparison of steel and aluminum pistons was carried out, metallographic studies of samples from differently loaded parts of the piston (from the cap and skirt), a three-dimensional model of a gas generator internal combustion engine piston was created.