محمد کریمی - دانشجوی کارشناسی دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه سمنان
محمد آزادی - عضو هیات علمی دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه سمنان

پیستون یکی از مهم ترین اجزای موتور بوده و بهینه سازی آن یکی از موضوعات محبوب و مهم برای شرکت های خودروسازی، موتورسازی و قطعه سازی است. بهینه کردن پیستون باعث کاهش وزن پیستون ضمن عدم کاهش راندمان آن شده و در بعضی از موارد باعث افزایش راندمان و کیفیت آن نیز می شود. در این تحقیق، به بهینه سازی پیستون موتورهای درونسوز بنزینی پرداخته شده است. تمرکز اصلی این بهینه سازی بر کاهش وزن و توزیع مناسب تنش در پیستون بوده است. در این پژوهش، از نرم افزار سالیدورکس برای مدلسازی پیستون، آباکوس برای فرایند بهینه سازی توپولوژی و شکل با روش منطبق بر شرایط استفاده شده است. حداقل کردن بیشینه تنش، انرژی کرنشی و وزن به عنوان تابع هدف برای بهینه سازی توپولوژی و به حداقل رساندن تنش بیشینه، تابع هدف بهینه سازی شکل بوده است. ضمنا در نرم افزار آماری مودفرانتیر، با الگوریتم ژنتیک چندهدفه بهینه سازی انجام شده است. کمینه کردن وزن پیستون، تنش فن مایسز، کرنش و جابجایی در پیستون، تابع هدفبهینه سازی با الگوریتم ژنتیک بوده است. همچنین در مراحل انجام این پژوهش، ضریب اطمینان ۱.۲ در نظر گرفته شده است. پس از انجام سه مرحله بهینه سازی توپولوژی و شکل بر روی پیستون موتور، در نهایت وزن پیستون به میزان ۲۱ درصد کاهش یافته است. در انتها، نتایج بدست آمده در مراحل بهینه سازی با نتایج موجود از شرکت موتورسازی ماهله و پژوهش های افراد در گذشته مقایسه شده است.

بهینه سازی، پیستون، المان محدود، الگوریتم ژنتیک