## Analysis of optimisation method for a two-stroke piston ring using the Finite Element Method and the Simulated Annealing Method

### Marcin Kaliszewski , Paweł Mazuro

#### Abstract

Simulated Annealing Method of optimisation for the sealing piston ring geometry is tested. The aim of optimisation is to develop ring geometry which would exert demanded pressure on a cylinder just while being bended to fit the cylinder. Method of FEM analysis of an arbitrary piston ring geometry is applied in an ANSYS software. The demanded pressure function (basing on formulae presented by A. Iskra) as well as objective function are introduced. Geometry definition constructed by polynomials in radial coordinate system is delivered and discussed. Possible application of Simulated Annealing Method in a piston ring optimisation task is proposed and visualised. Difficulties leading to possible lack of convergence of optimisation are presented. An example of an unsuccessful optimisation performed in APDL is discussed. Possible line of further optimisation improvement is proposed
 Author Pages 1-7 Publication size in sheets 0.5 Book Brzezanski Marek, Mitianiec Wladyslaw (eds.): Scientific Conference on Automotive Vehicles and Combustion Engines (KONMOT 2016), 2016, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, ISBN 9781510830547, 833 p., DOI:10.1088/1757-899X/148/1/012057 Keywords in Polish optymalizacja, pierścień silnika dwusuwowego, Metoda Symulowanego Wyżarzania, Metoda Elementów Skończonych Keywords in English optimisation, two-stroke piston ring, Simulated Annealing Method, Finite Element Method Abstract in Polish W pracy przetestowano użycie Metody Symulowanego Wyżarzania w celu optymalizacji geometrii uszczelniającego pierścienia tłokowego. Celem optymalizacji jest opracowanie swobodnej geometrii pierścienia, który poprzez dopasowanie się do średnicy cylindra wywrze pożądany rozkład nacisków na jego gładź. Obliczenia Metodą Elementów Skończonych przeprowadzono w pracy za pomocą oprogramowania Mechanical ANSYS. Opierając się na wzorach przedstawionych przez A. Iskrę wyprowadzono odpowiednią funkcję celu. Przedstawiono i przedyskutowano zdefiniowanie geometrii za pomocą funkcji wielomianowych w cylindrycznym układzie współrzędnych. Omówiono i zaprezentowano graficznie możliwe zastosowanie Metody Symulowanego Wyżarzania w celu optymalizacji pierścieni tłokowych. W pracy przedstawiono również trudności prowadzące do ewentualnego braku zbieżności optymalizacji oraz przykład nieudanej optymalizacji wykonanej z użyciem języka APDL. Na końcu pracy zaproponowano możliwe dalsze działania w celu poprawy użytego sposobu optymalizacji DOI DOI:10.1088/1757-899X/148/1/012069 URL http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/148/1/012069 Language en angielski Score (nominal) 15 Score Ministerial score = 15.0, 04-10-2019, BookChapterMatConfByConferenceseriesMinisterial score (2013-2016) = 15.0, 04-10-2019, BookChapterMatConfByConferenceseries Publication indicators WoS Citations = 0 Citation count*
 Cite