FR2828283A1 - Procede et appareil pour analyse thermique - Google Patents
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Abstract
Dans un procédé et appareil pour analyse thermique, la division d'une région cible est effectuée en divisant la géométrie de l'objet cible de l'analyse thermique en un nombre fini d'éléments ou cellules finis puis l'analyse thermique sur la région cible est effectuée en utilisant les résultats de la division, la distribution de température sur l'objet cible est obtenue à partir des coefficients de transfert thermique par une unité de calcul de distribution de température (22), les températures au niveau des points spécifiques sont obtenues en se basant sur la distribution de température obtenue par l'unité de calcul de température de point spécifique (23). Les différences entre les températures obtenues au niveau des points spécifiques et les températures cibles prédéterminées au niveau des points spécifiques sont obtenues par une unité de détermination/ calcul de différence (24).
Description
PROCEDE ET APPAREIL POUR ANALYSE THERMIQUE
Description détaillée de l' invention
Domaine technique de l' invention La présente invention concerne un procédé et un appareil pour analyse thermique qui peut être utilisé, par exemple, pour analyser la distribution de température d'un piston dans un moteur à combustion interne, et plus particulièrement, la présente invention concerne un procédé et un appareil pour analyse thermique utilisant un procédé de surface des réactions.
Description de l'art connexe
Lors d'une analyse thermique, comme cela est représenté dans le document JP-A-11-118740 par exemple, une formule expérimentale pour calculer le coefficient de transfert thermique d'une limite de transfert thermique sur laquelle un transfert de chaleur par convection naturelle se produit est automatiquement sélectionnce en fonction de diverses conditions, et une valeur de température sur une limite de transfert thermique considérée pour déterminer le coefficient de transfert thermique est obtenue automatiquement par calcul-type tout en restant cohérent avec la température de la limite de transfert thermique obtenue par une mesure telle que la méthode des éléments finis
(FEM) ou la méthode des différences finies.
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Problèmes à résoudre par l' invention Cependant, dans le cas o la formule expérimentale pour le calcul du coefficient de transfert thermique de la limite de transfert thermique sur laquelle un transfert de chaleur par convection naturelle se produit est automatiquement sélectionné selon divers états comme cela a été décrit plus haut, il existe un problème qui réside dans le fait qu'un grand nombre de calculs- types sont nécessaires pour sélectionner une formule expérimentale adaptée pour un modèle géométrique de l'objet et pour déterminer le coefficient de transfert thermique et donc une quantité
de temps et des efforts considérables sont requis.
De plus, il existe également un problème qui consiste dans le fait qu'une formule expérimentale est nacessaire pour chaque géométrie de l'objet cible à analyser, et ainsi même lorsque le choix de la formule expérimentale est automatique, si des parties infimes de l'objet sont modifiées, il est nécessaire d'établir une formule expérimentale pour chaque modification, et en outre, de réaliser des calculs-types dans le but de déterminer les coefficients de transfert thermique, une quantité de temps et d' efforts considérables étant requis. En considérant tous ces problèmes, un objet de la présente invention est de fournir un procédé et un appareil pour analyse thermique qui peut obtenir une distribution de température universellement
indépendamment des géométries de l'objet cible.
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Moyens pour résoudre les problèmes La présente invention concerne un procédé pour analyse thermique ayant un procédé d'exécution dans lequel une division d'une région cible est réalisée en divisant la géométrie d'un objet cible de l'analyse thermique en un nombre fini ou cellules finis puis l'analyse thermique est conduite sur la région cible en utilisant les résultats de la division de la région cible, ledit procédé d'exécution comprenant: un premier procédé pour obtenir la distribution de température dans l'objet cible en utilisant les coefficients de transfert thermique au niveau d'une pluralité de positions sur la surface de la géométrie cible qui est divisée en régions; un second procédé pour obtenir les températures des points spécifiques dans la géométrie cible en se basant sur la distribution de température obtenue dans le premier procédé, un troisième procédé pour obtenir des différences entre les températures au niveau des points spécifiques obtenus dans le second procédé et les températures cibles au niveau des points spécifiques qui sont déterminés à l'avance; un quatrième procédé pour déterminer si les différences sont comprises ou non dans une plage donnce; et un cinquième procédé pour modifier les coefficients de transfert thermique lorsqu'on détermine le fait que les différences ne sont pas comprises dans la plage donnée;
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caractérisé en ce que les coefficients de transfert thermique à utiliser dans le premier procédé sont mis à j our en coefficients de transfert thermique modifiés dans le cinquième procédé, et en ce que les procédés sont répétés à partir du premier procédé jusqu'à ce que
les différences soient comprises dans la plage donnée.
Avantageusement, le premier procédé comprend les étapes consistant à prendre le coefficient de transfert thermique en tant que variable estimée, à établir une équation simultanée avec une pluralité d'expressions approchées obtenues en modifiant le coefficient de transfert thermique dans une plage donnée, en résolvant l'équation simultanée pour obtenir la surface des réactions et en utilisant la surface de réactions en
tant que distribution de température de l'objet cible.
L' invention concerne également un appareil. pour analyse thermique dans lequel la division d'une région cible est réalisée en divisant la géométrie d'un objet cible de l'analyse thermique en un nombre fini d'éléments ou cellules finis puis l'analyse thermique sur la région cible est conduite en utilisant les résultats de la division de la région cible, comprenant: des premiers moyens pour obtenir la distribution de température dans l'objet cible en utilisant les coefficients de transfert thermique au niveau d'une pluralité de positions sur la surface de la géométrie de la cible qui est divisée en régions; des deuxièmes moyens pour obtenir les températures des points spécifiques dans la géométrie cible en se
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s basant sur la distribution de température obtenue par les premiers moyens, des troisièmes moyens pour obtenir des différences entre les températures au niveau des points spécifiques obtenus par les deuxièmes moyens au niveau des points spécifiques qui sont déterminés à l'avance; des quatrièmes moyens pour déterminer si les différences tombent ou non dans la plage donnce; et des cinquièmes moyens pour modifier les coefficients de transfert thermique lorsqu'on détermine le fait que les différences ne sont pas comprises dans la plage prescrite; caractérisé en ce que les coefficients de transfert thermique utilisés dans les premiers moyens sont mis à j our en coefficients de transfert thermique modifiés par les cinquièmes moyens; et les moyens sont répétés à partir des premiers moyens jusqu'à ce que les
différences soient comprises dans la plage donnée.
Avantageusement, les premiers moyens effectuent les étapes consistant à prendre le coefficient de transfert thermique en tant que variable estimée, à établir une équation simultanée avec une pluralité d' expressions approchées obtenues en modifiant le coefficient de transfert thermique dans une plage donnée, à résoudre l'équation simultanée pour obtenir la surface des réactions et à utiliser la surface des réactions en tant que distribution de température de
l'objet cible.
Le procédé et l'appareil pour analyse thermique de l' invention sont donc un procédé et un appareil dans
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lesquels une division d'une région cible est réalisée en divisant la géométrie d'un objet cible de l'analyse thermique en un nombre fini d'éléments ou cellules finis puis lianalyse thermique est réalisée sur la région cible en utilisant les résultats de la division de la région cible, caractérisés par les étapes consistant à obtenir une distribution de température dans l'objet cible en utilisant les coefficients de transfert thermique au niveau d'une pluralité de positions sur la surface de la géométrie cible qui est divisée en régions, en obtenant les températures des points spécifiques dans la géométrie cible en se basant sur la distribution de température obtenue, en obtenant des différences entre les températures obtenues au niveau de points spécifiques et les températures cibles au niveau des points spécifiques qui sont donnés à l'avance, en déterminant si les différences sont comprises ou non dans une plage donnée, en modifiant les coefficients de transfert thermique lorsque les différences se révèlent être hors de la plage donnce, en mettant à j our les coefficients de transfert thermique pour obtenir une distribution de température de l'objet cible avec les coefficients de transfert thermique modifiés et en répétant ces étapes jusqu'à ce que les différences soient comprises dans la plage donnée. Grâce au procédé et à l'appareil pour analyse thermique de l'invention, la distribution de température sur l'objet cible est obtenue en utilisant les coefficients de transfert thermique au niveau d'une pluralité de positions sur la surface de la géométrie
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températures au niveau des points spécifiques sur la géométrie sont obtenues en se basant sur la distribution de température obtenue, des différences entre les températures obtenues au niveau des points spécifiques et les températures cibles prédéterminées au niveau des points spécifiques sont obtenues, et il est également déterminé si les différences sont comprises dans la plage donnée. Lorsque les différences se révèlent ne pas étre comprises dans la plage donnée, les coefficients de transfert thermique sont modifiés, et les coefficients de transfert thermique pour obtenir une distribution de température sont mis à j our dans les coefficients de transfert thermique modifiés. Ces étapes sont répétées jusqu'à ce que les différences
soient comprises dans la plage prescrite.
Etant donné que les coefficients de transfert thermique sont obtenus automatiquement de manière répétée par calcul, il n'est pas nécessaire de sélectionner la formule expérimentale, moyennant quoi la distribution de température et le coefficient de transfert thermique peuvent étre obtenus de manière efficace. De plus, étant donné que les coefficients de transfert thermique et les distributions de température peuvent étre obtenus de manière continue, la distribution de température finale et le coefficient de transfert thermique sont obtenus de facon pratiquement simultanée, moyennant quoi l'efficacité de
fonctionnement s'améliore.
le premier procédé et les premiers moyens peuvent comprendre les étapes consistant à prendre le
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coefficient de transfert thermique en tant que variable estimée, établir une équation simultanée avec une pluralité d'expressions approchées obtenues en modifiant le coefficient de transfert thermique dans une plage donnée, et résoudre l'équation simultanée pour obtenir la surface des réactions puis utiliser la surface de réactions en tant que distribution de
température de l'objet cible.
Dans ce cas, la distribution de température peut être obtenue en utilisant les coefficients de transtert thermique obtenus en résolvant la formule simultanée des expressions approchées pour le coefficient de transfert thermique, et non par la formule expérimentale. En conséquence, la convergence des différences peut être obtenue plus rapidement, et le nombre d'itérations jusqu'à ce que le coefficient de transfert thermique final et la distribution de
température finaux soient obtenus peut être réduit.
Description des dessins
D'autres caractéristiques et avantages de l' invention ressortiront plus clairement à la lecture
de la description ci-après, faite en référence aux
dessins annexés, sur lesquels: La figure 1 est un schéma de principe représentant une construction de l'appareil d'analyse thermique
selon un mode de réalisation de la présente invention.
La figure 2 est un organigramme pour décrire l'appareil d'analyse thermique selon un mode de
réalisation de la présente invention.
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La figure 3 est une vue en coupe transversale schématique d'un piston sur lequel est appliqué l'appareil d'analyse thermique selon un mode de
réalisation de la présente invention.
La figure 4 est une vue en coupe traneversale partielle pour décrire les coefficients de transfert thermique dans l'appareil d'analyse thermique selon un
mode de réalisation de la présente invention.
La figure 5 est un dessin explicatif de la distribution de température lorsque l'appareil d'analyse thermique selon un mode de réalisation de la
présente invention est utilisé.
La figure 6 est un dessin explicatif représentant la distribution de température lorsque l'appareil d'analyse thermique selon un mode de réalisation de la
présente invention est utilisé.
La figure 7 est un organigramme pour décrire le calcul de la distribution thermique dans l'appareil d'analyse thermiques selon un mode de réalisation de la
présente invention.
La figure 8 est un dessin explicatif représentant un état dans lequel la variation entre le nombre d'itérations et les coefficients de transfert thermique dans l'appareil d'analyse thermique selon un mode de
réalisation de la présente invention.
La figure 9 est un dessin explicatif représentant un état dans lequel la relation entre les nombres d'itérations et les coefficients de transfert thermique convergent vers une valeur cible dans l'appareil d'analyse thermique selon un mode de réalisation de la
présente invention.
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La figure 10 est un dessin explicatif représentant un état dans lequel les relations entre les nombres d'itérations et les différences convergent dans l'appareil danalyse thermique selon un mode de réalisation de la présente invention. La figure 11 est un dessin schématique
représentant les points de mesure sur la figure 10.
Description détaillée des modes de réalisation préférés
En faisant référence maintenant aux modes de réalisation, un procédé et un appareil pour analyse thermique selon la présente invention vont étre décrits. La figure 1 est un schéma de principe représentant une construction d'appareil pour analyse thermique auquel on applique un procédé pour analyse thermique
selon le mode de réalisation de la présente invention.
Le cas dans lequel l'appareil d'analyse thermique représenté sur la figure 1 est appliqué à un piston
d'un moteur à combustion interne va étre décrit.
L'appareil d'analyse thermique 10 comprend un dispositif d'entrce 1, une ROM (mémoire morte) qui n'est pas représentée sur la figure, une mémoire temporaire 3 ayant une zone de travail, une unité de commande 2 coopérant avec la ROM et la mémoire
temporaire 3 et un dispositif de sortie 4.
Des données 3D (à trois dimensions) sur le piston, une valeur initiale du coefficient de transfert thermique et la température au niveau d'un point spécifique prédéterminé sont entrses par
l'intermédiaire du dispositif d'entrée 1.
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L'unité de commande 2 comprend de manière fonctionnelle une unité de calcul de géométrie 21 pour produire un modèle 3D du piston à partir des données 3D et réaliser une division de région du modèle 3D pour une analyse FEM (analyse par la méthode des éléments finis), une unité de calcul de distribution de température 22 pour déterminer la distribution de température du piston en utilisant les coefficients de transfert thermique au niveau d'une pluralité de positions sur la surface du piston qui est divisée en régions, une unité de calcul de température à un point spécifique 23 pour obtenir la température au niveau du point spécifique dans la géométrie cible du piston à partir de la distribution de température obtenue, une unité de calaul/détermination de différence 24 pour obtenir la différence entre les températures obtenues au niveau des points spécifiques et les températures au niveau des points spécifiques prédéterminces pour les points spécifiques puis déterminer si les différences obtenues sont comprises ou non dans la plage prédéterminée, et une unité de mise à j our de coefficient de transfert thermique 25 pour modifier le coefficient de transfert thermique lorsqu'on détermine le fait que la différence n'est pas comprise dans la plage donnée et répéter la procédure jusqu'à ce que la différence soit comprise dans la plage donnée, le coefficient de transfert thermique étant utilisé en tant que coefficient de transfert thermique dans
l'unité de calcul de distribution de température 22.
De manière plus spécifique, l'unité de calcul de distribution de température 22 réalise une analyse de
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distribution thermique comprenant l'analyse pour
déterminer la surface des réactions par analyse FEM.
Avant la description concernant le fonctionnement
de l'appareil d'analyse thermique 10, un aperçu du système d'analyse auquel l'appareil d'analyse thermique
est appliqué va être décrit.
Un modèle du piston, qui est un objet cible, est réalisé, puis est divisé en mailles ou cellules pour analyse FEM. De façon consécutive, divers éléments de piston et conditions de calcul sont entrés, la distribution de température est analysée, la réaistance contre une charge explosive, une force d'inertie, des contraintes à la chaleur et similaires sont analysés en se basant sur le résultat d'analyse de distribution de température, et consécutivement, le calcul de la fatigue, la vérification du rapport de sécurité et
similaires sont réalisés.
L'appareil d'analyse thermique 10 est utilisé lors de l'analyse de distribution de température mentionnée
précédemment.
La raison qui est à l'origine de l'analyse de distribution de température dans ce cas présent est la suivante. Du matériau en alliage d'aluminium utilisé pour le piston destiné à être exposé à une température aussi élevée que 300 C est susceptible de subir une détérioration significative en raison de la température. En conséquence, en obtenant la distribution de température au niveau des points respectifs du piston à l'avance, la vérification de la résistance et la vérification des contraintes du piston
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peuvent être réalisées en utilisant un diagramme de limite de fatigue dans lequel l' influence de la chaleur provoquée par la combinaison d'une force explosive et
d'une force d'inertie est prise en considération.
Le fonctionnement de l'appareil d'analyse thermique 10 construit de la manière décrite ci-dessus va être décrit en se basant sur l'organigramme de la
figure 2.
Lorsqu'un programme est démarré, le modèle 3D du piston, c'est-à-dire l'objet cible, est réalisé par l'unité de calcul de géométrie 21 en se basant sur les données 3D délivrées par l'intermédiaire du dispositif d'entrée 1, puis est divisé en mailles ou en cellules pour l'analyse FEM (étape S1). Par la suite, des conditions d'une limite thermique sont réglées par
l'intermédiaire du dispositif d'entrée 1 (étape S2).
Les coefficients de transfert thermique correspondant aux états de limite thermique telles que la chaleur entrée depuis le revêtement de corps 52 du piston 51, la chaleur délivrée depuis le segment de piston 53, la chaleur délivrée depuis l'intérieur du piston 51, la chaleur délivrée depuis l'extérieur du piston 51, la chaleur délivrée depuis l'intérieur de l'axe de piston 55, et la chaleur délivrée depuis l'extrémité de la bielle 56, sont déterminées au niveau du dispositif d'entrée 1 en tant qu'états initiaux, comme cela est représenté de manière schématique sur la figure 3. Sur la figure 3, le numéro de référence 54 désigne un bossage de piston à travers lequel l'axe de
piston 55 est inséré.
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Dans un vrai moteur à combustion interne, de la chaleur est générée par combustion de gaz, et la chaleur générée est évacuée via les composants tels que le piston 51, l'axe de piston 55, la bielle 56 et le cylindre qui n'est pas représenté sur la figure, puis est finalement évacuée à travers de l'eau de
refroidissement, de l'huile et similaires.
En raison du fait que ce phénomène ne peut pas être simulé complètement, l'entrée et la sortie de chaleur sont exprimées en tant que paramètres et analysés de la manière décrite ci-dessus. Dans le mode de réalisation de la présente invention, les coefficients de transfert thermique sont utilisés en
tant que paramètres de l'entrée/sortie de chaleur.
De manière plus spécifique, comme cela est représenté sur la figure 4, un exemple dans lequel les coefficients de transfert thermique en tant que paramètres au niveau des parties particulières comprennent sept coefficients de transfert thermique tels que le coefficient de transfert thermique P1 du revêtement de corps 52 du piston 51, le coefficient de transfert thermique P2 de la surface latérale du piston 51, le coefficient de transfert thermique P3 du segment supérieur 53-1, le coefficient de transfert thermique P4 d'un second segment 53-2, le coefficient de
transfert thermique P5 d'une bague de lubrification 53-
3, le coefficient de transfert thermique P6 de la surface intérieure du piston 51 et le coefficient de transfert thermique P7 de l'axe de piston 55 va être
maintenant décrit.
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Sept coefficients de transfert thermique comprenant le coefficient de transfert thermique P1 du revêtement de corps 52 du piston, le coefficient de transfert thermique P2 de la surface latérale du piston 51, le coefficient de transfert thermique P3 du segment supérieur 53-1, le coefficient de transfert thermique P4 du second segment 53-2, le coefficient de transfert thermique P5 d'une bague de luErification 53-3, le coefficient de transfert thermique P6 de la surface intérieure du piston 51 et le coefficient de transfert thermique P7 de l'axe de piston 55 sont réglés en tant
quiétats initiaux.
De manière consécutive, des températures cibles au niveau de points spécifiques prédéterminés sur la coupe transversale du piston 51 représentée par des pointillés sur la figure 5 sont déterminces. Les températures cibles signifient des températures cibles au niveau de points spécifiques, qui sont des points à concentration de réaistance respectifs, pour que le piston 51 ait une résistance souhaitée, et elles sont réglées en tant qu'états initiaux via le dispositif d'entrce 1 conjointement avec les coefficients de transfert thermique P1 à P7 lors de l'étape S2 à l'avance. De manière consécutive à la détermination des états initiaux, les coefficients de transfert thermique P1 à P7 déterminés en tant qu'états initiaux sont lus à l'étape S3, et la géométrie cible, c'est-à-dire les températures cibles des points spécifiques
prédéterminés sur le piston 51, sont lues à l'étape S4.
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Ensuite, la surface des réactions est déterminée par l'unité de calcul de distribution de température 22 en se basant sur le procédé de surface des réactions en utilisant les coefficients de transfert thermique P1 à
S P7 (étape S5).
Un procédé pour réaliser un modèle de surface des
réactions à l'étape S5 va maintenant être décrit.
En supposant que les sept coefficients de transfert thermique P1 à P7 en tant que paramètres sont des variables estimées, et que deux polynômes du second degré à deux variables sont utilisés en tant que fonctions réponses, la formule de surface des réactions est exprimoe par l'expression suivante (1) en se basant
sur le procédé de surface des réactions.
y=f(Pl,P2,, P7) 7 7 6 = aO + biPi + cjPj + dkPk.Pk+1...(1) i=1 j=1 K=1 Dans cette expression (1), aO, bi, c;, dk sont des valeurs inconnues respectivement, et la surface des réactions est déterminée en faisant varier les coefficients de transfert thermique P1 à P7 plusieurs fois dans une plage donnée, par exemple dans la plage entre (0,1 - 1,0), la surface des réactions est obtenue en établissant plus de sept équations en se basant sur le résultat de la variation, et en résolvant les sept équations en tant qu r équation simultance pour obtenir
les coefficients de transfert thermique P1 à P7.
Pour décrire l'étape S5 plus en détail, des points de référence pour les coefficients de transfert
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thermique respectifs P1 à P7 (chaque paramètre) sont maintenant déterminés sur la figure 7 (étape S51), par exemple. En prenant un cas dans lequel chaque paramètre est classé selon deux points de repère en tant qu'exemple, comme cela est représenté sur la figure 8, tous les points de repère des paramètres respectifs peuvent être ajustés au point de repère 2 et attribués au tableau orthogonal L8 comme cela est représenté par
exemple dans le tableau 1 ci-dessous.
Tableau 1
Coefficients de transfert thermique
P. P2 P3 P4 PS P6 P7
Revêtement Surface Segment Second Bague de Intérieur Segment de tête du latérale supérieur segment lubrification de piston N piston
2 1 1 1 2 2 2 2
3 1 2 2 1 1 2 2
1 s z En se basant sur les points de repère attribués dans le tableau orthogonal, N itérations d' analyses sont réglées pour permettre aux contributions des coefficients de transfert thermique P1 à P7 d'être
égales (étape S52).
Suite à l'étape S52, des itérations préréglées N d'analyses sont réalisées (étape S53), et une surface
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des réactions est produite en se basant sur les résultats d' analyses utilisant le procédé des moindres
carrés ou similaires (étape S55).
Les coefficients de transfert thermique P1 à P7 sont déterminés à partir du modèle de surface des réactions produit à l'étape S55 (étape S6) de sorte que les températures au niveau des points spécifiques correspondent aux températures cibles. La distribution de température du piston 51 en tant que région cible, peut être obtenue par analyse de transfert de chaleur par conduction en utilisant les coefficients de
transfert thermique P1 à P7 (étape S7).
La distribution de température de la région cible calculée à l'étape S7 est telle que représentée 1S schématiquement par la ligne interrompue sur la figure 5. De manière plus spécifique, elle est représentéé par une figure colorce sombre. La figure 5 est une vue en coupe transversale du piston 51 prise dans la direction orthogonale par rapport à l'axe de piston 55. Des lignes trait-double tiret représentent la position du bossage de piston 54. La figure 6 est également une vue en coupe transversale du piston 51 prise le long de la ligne orChogonale à la figure 5 représentant uniquement le côté gauche du piston 51 par rapport à la ligne médiane de celui-ci, et les lignes trait-double tiret représentent la position de la ligne médiane du bossage
de piston 54.
Les températures au niveau des points spécifiques sont calculées par l'unité de calcul de température de point spécifique 23 à partir de la distribution de température obtenue à l'étape S7 (étape S8), et les
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point spécifique 23 à partir de la distribution de température obtenue à l'étape S7 (étape S8), et les différences AT entre les températures calculées au niveau des points spécifiques et les températures cibles des points spécifiques correspondant sont obtenues par l'unité de calcul/détermination de
différence 24 (étape S9).
L'unité de calcul/détermination de différence 24 (étape S10) vérifie si oui ou non les différences aT obtenues à l'étape S9 sont comprises dans la plage
donnce prédéterminée.
A l'étape S10, lorsqu'on détermine que les différences AT obtenues àl'étape S9 ne sont pas comprises dans la plage donnée, le modèle de surface des réactions est mis à j our par l'unité de mise à j our de coefficient de transfert thermique 25 en se basant sur les résultats d' analyses déjà obtenus et les résultats d'analyse obtenus à l'étape S8 (étape S11), et la procédure est réalisée à partir de l'étape S6 à
nouveau.
Lorsqu' on détermine que les différences T sont comprises dans la plage donnée prédéterminée, les coefficients de transfert thermique P1 à P7 au moment o les différences AT sont comprises dans la plage donnée prédéterminée sont déterminés comme étant les coefficients de transfert thermique du piston 51, moyennant quoi la distribution de température du piston 51 est obtenue en se basant sur les coefficients de
transfert thermique P1 à P7.
Un exemple d'un état dans lequel les coefficients de transfert thermique P1 à P7 (valeurs absolues) ont
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sur la figure 8, un exemple d'un état dans lequel les coefficients de transfert thermique P1 à P7 ont convergé vers les valeurs cibles (valeur lorsque les différences AT convergent) est représenté sur la figure 9, et un exemple d'un état dans lequel la différence AT converge est représenté sur la figure 10. Dans cet exemple, les différences AT sont comprises dans la plage donnce en répétant les étapes cinq fois, et convergent vers la plage de température cible préréglée donnée en un cinquième du temps nécessaire pour le
procédé classique.
Sur la figure 10, un état dans lequel les différences AT au niveau de la partie centrale de la bague de lubrification, au niveau de la partie centrale du second segment, de la partie centrale du segment supérieur, de la simple partie du revêtement de corps de piston (a), au niveau du centre de la partie supérieure du revêtement de corps de piston (b), au niveau du centre de la partie inférieure du piston (c), au niveau de la partie centrale de l'épaulement (d), au niveau de la partie supérieure de l'intérieur du chanfrein du bossage de piston (e), au niveau de la partie supérieure de la rainure de lubrification à l'intérieur du chanfrein du bossage de piston (f), et au niveau de la partie inférieure de l'intérieur du chanfrein du bossage de piston (g) convergent est représenté. Sur la figure ll(a), qui est une we en coupe transversale du piston 51 prise le long de la direction orthogonale par rapport à l'axe de piston 55, et sur la figure ll(b), qui est un dessin schématique du piston
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51 vu à partir de la partie inférieure de la figure ll(a), la partie simple du revêtement de tête de piston (a), le centre de la partie supérieure du revêtement de corps de piston (b), le centre de la partie inférieure du revêtement de corps de piston (c), la partie centrale de l'épaulement (d), la partie supérieure de l'intérieur du chanfrein du bossage du piston (e), la partie supérieure de la rainure de lubrification à l'intérieur du chanfrein du bossage de piston (f) et la partie inférieure de l'intérieur du chanfrein du bossage de piston (g), à l' exception de la partie centrale de la bague de lutrification, la partie centrale du second segment et la partie centrale du segment supérieur sont déaignés par les mêmes signes de
référence (a) à (g) sur la figure 10 respectivement.
Sur les figures ll(a) et (b), le numéro -de référence 59 désigne une rainure de lubrification qui fait communiquer le côté périphérique intérieure du piston et le côté périphérique extérieur du piston, et le numéro de référence 60 désigne un épaulement mettant en connexion le bossage de piston 54 et la paroi périphérique extérieure du piston. Le signe de référence a désigne la partie du côté arrière du revêtement de corps de piston qui est amincie pour
réduire le poids du piston.
Comme cela a été décrit jusqu'ici, grâce à l'appareil d'analyse thermique 10, les coefficients de transfert thermique optimaux peuvent être obtenus à partir de l'historique des variations de températures au niveau des points de concentration de résistance par rapport aux températures cibles au niveau des points de
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concentration de résistance, et ainsi la distribution de température sur l'objet cible peut être obtenue rapidement en se basant sur les coefficients de
transfert thermique optimaux.
A titre de référence, même si les températures mesurées au niveau des points de concentration de résistance sont nécessaires, il n'est pas forcément possible de mesurer les températures au niveau des points de concentration de résistance. En conséquence, avec. l'appareil d'analyse thermique 10, seul un cinquième à un dixième de la période de temps est nécessaire en comparaison avec le cas dans lequel on mesure les températures autour des points de concentration et dans lequel on répète les calculs tout en modifiant les coefficients de transfert thermique de manière à le faire correspondre aux données mesurées afin d'estimer la distribution de température en se
basant sur les résultats mesurés.
Effets de l' invention Comme cela a été décrit jusqu'ici, avec un procédé et un appareil pour analyse thermique selon la présente invention, étant donné que les coefficients de transfert thermique sont obtenus par calcultype automatique, il n'est pas nécessaire de sélectionner la formule expérimentale, et ainsi les coefficients de transfert thermique peuvent être obtenus de manière efficace. De plus, étant donné que la période de temps 30. jusqu'à ce que les différences convergent peut être SRT21695 dDB courte, l'efficacité de fonctionnement peut également
être améliorée.
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Claims (4)
1. Procédé pour analyse thermique ayant un procédé d'exécution dans lequel une division d'une région cible est réalisée en divisant la géométrie d'un objet cible de l'analyse thermique en un nombre fini d'éléments ou cellules finis puis l'analyse thermique est conduite sur la région cible en utilisant les résultats de la division de la région cible, ledit procédé d'exécution comprenant: un premier procédé pour obtenir la distribution de température dans l'objet cible en utilisant les coefficients de transfert thermique au niveau d'une pluralité de positions sur la surface de la géométrie cible qui est divisée en régions; un second procédé pour obtenir les températures des points spécifiques dans la géométrie cible en se basant sur la distribution de température obtenue dans le premier procédé, un troisième procédé pour obtenir des différences entre les températures au niveau des points spécifiques obtenus dans le second procédé et les températures cibles au niveau des points spécifiques qui sont déterminés à l'avance; un quatrième procédé pour déterminer si les différences sont comprises ou non dans une plage donnée; et un cinquième procédé pour modifier les coefficients de transfert thermique lorsqu'on détermine le fait que les différences ne sont pas comprises dans la plage donnée;
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caractérisé en ce que les coefficients de transfert thermique à utiliser dans le premier procédé sont mis à jour en coefficients de transfert thermique modifiés dans le cinquième procédé, et en ce que les procédés sont répétés à partir du premier procédé jusqu'à ce que
les différences soient comprises dans la plage donnée.
2. Procédé pour analyse thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier procédé comprend les étapes consistant à prendre le coefficient de transfert thermique en t ant que variable estimée, à établir une équation simultanée avec une pluralité d'expressions approchées obtenues en modifiant le coefficient de transfert thermique dans une plage donnée, en résolvant l'équation simultanée pour obtenir la surface des réactions et en utilisant la surface de réactions en tant que distribution de
température de l'objet cible.
3. Appareil pour analyse thermique dans lequel la division d'une région cible est réalisée en divisant la géométrie d'un objet cible de l'analyse thermique en un nombre fini d'éléments ou cellules finis puis l'analyse thermique sur la région cible est conduite en utilisant les résultats de la division de la région cible, comprenant: des premiers moyens pour obtenir la distribution de température dans l'objet cible en utilisant les coefficients de transfert thermique au niveau d'une pluralité de positions sur la surface de la géométrie de la cible qui est divisée en régions;
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des deuxièmes moyens pour obtenir les températures des points spécifiques dans la géométrie cible en se basant sur la distribution de température obtenue par les premiers moyens, des troisièmes moyens pour obtenir des différences entre les températures au niveau des points spécifiques obtenus par les deuxièmes moyens au niveau des points spécifiques qui sont déterminés à l'avance; des quatrièmes moyens pour déterminer si les différences tombent ou non dans la plage donnée; et des cinquièmes moyens pour modifier les coefficients de transfert thermique lorsqu'on détermine le fait que les différences ne sont pas comprises dans la plage prescrite; caractérisé en ce que les coefficients de transfert thermique utilisés dans les premiers moyens sont mis à j our en coefficients de transfert thermique modifiés par les cinquièmes moyens; et les moyens sont répétés à partir des premiers moyens jusqu'à ce que les
différences soient comprises dans la plage donnée.
4. Appareil pour analyse thermique selon la revendication 3, caractérisé en ce que les premiers moyens effectuent les étapes consistant à prendre le coefficient de transfert thermique en tant que variable estimée, à établir une équation simultanée avec une pluralité d'expressions approchées obtenues en modifiant le coefficient de transfert thermique dans une plage donnée, à résoudre l'équation simultanée pour obtenir la surface des réactions et à utiliser la
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surface des reactions en tant que distribution de
temperature de l'objet cible.
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