基于试验和仿真的缸盖疲劳耐久性研究

以发动机缸盖疲劳耐久性设计为研究对象,对缸盖材料进行不同温度下的疲劳测试,获取详细的缸盖高、低周疲劳材料属性,然后结合CAE疲劳分析方法和理论,进行缸盖金属温度场仿真、高周疲劳分析和低周疲劳寿命预测。该缸盖疲劳分析方法结果可靠,可有效指导缸盖疲劳耐久性设计和优化。     

气冷温度探针设计及应用

航空发动机燃烧室出口径向温度分布、出口周向温度分布的研究对燃烧室十分重要。利用试验测得燃烧室出口温度径向、周向分布的数据,可以得到燃烧室气动性能的各种数据。为适应某单头部燃烧室出口温度的测量需求,借鉴涡轮叶片的冷却设计方法,设计了一种适用于燃烧室出口温度测量的气冷温度探针。应用CFX软件对气冷温度探针的冷却效果进行了详细分析,借助Workbench软件对气冷温度探针结构强度进行了详细计算,使冷却效果和强度安全储备系数满足使用要求。该气冷温度探针在某单头部燃烧室试验中得到了应用,试验最高温度达到2 005 K。试验结果表明,气冷温度探针冷却效果、结构强度均满足使用要求,与计算结果一致。该研究为气冷温度探针设计提供了一种可靠的新方法。     

汽油发动机机体强度和缸套变形分析

对某发动机机体及其缸套进行热传导计算,得到其在全速全负荷稳态工况下的温度场分布;评价其温度场分布的合理性并以此为边界条件进行机体热强度分析.计算机体和缸套在预紧力工况、温度载荷工况以及燃气爆发压力工况下的变形和强度.采用傅里叶展开法处理得到缸套的各阶次变形情况,并通过各阶次变形评价指标评价缸套.     

发动机部件强度和刚度评价及疲劳分析

某汽油机开发阶段须对发动机各主要部件结构强度和刚度做全面评价,并且须考核缸盖缸体的高周疲劳性能.基于STAR-CCM+计算出水套内部气体温度和对流换热系数,将其映射到水套有限元网格表面上作为温度边界条件.得到整个机体的温度场分布以后,在考虑各部件接触非线性的基础上,得到机体各部件的应力和变形等结果并进行评价.在有限元分析结果的基础上考虑材料温度非线性,考察缸体缸盖疲劳安全因数.结果表明,缸盖局部应力偏大,下缸体与油底壳接触面局部间隙过大,缸体缸盖疲劳安全性能满足要求.     

基于热平衡和结构强度的发动机 分析平台开发及其应用

建立发动机缸体和缸盖的动力学、燃烧和流体有限元模型,进行发动机热平衡、冷却散热和结构强度研究。创建发动机正向设计和分析方法,革新产品开发流程,自主开发热平衡计算平台。建立发动机缸内和水套传热、流体、温度场、强度的计算模型库,设计水套优化方法和流场评价标准,正向计算发动机热平衡和水套散热。通过2个应用案例,证明该平台在发动机热平衡计算和结构分析与评估中的作用。该平台可为发动机热平衡、冷却散热和结构强度的正向设计提供基础。     

某缸盖高周疲劳分析

基于有限元法和应力疲劳理论,通过Abaqus和FEMFAT软件对某发动机缸盖进行温度场和结构耐久性计算分析.计算结果表明:在当前的载荷下,从温度分布和高周疲劳角度考虑,此缸盖可以满足安全运转需求,但是对于进一步提升发动机性能,其潜在承受能力较小.     

分布式数据采集系统及其在坦克发动机测试中的应用

在内燃机的测试中，发动机缸体和缸盖的测试对于保证系统的正常运转至关重要。本文介绍一种采用分布式结构的数据采集系统，它特点适用于大型非运动部件的应力（场）、温度（场）、振动等各种参数的实况测试。文章最后给出了实际测试的结果和几种发动机异常诊断的方法。     

基于计算机控制技术的发动机进气调节系统

发动机进气调节系统是为发动机的测试建立一个标准的大气状况环境。研究了基于计算机技术的发动机进气调节系统的设计与实现，讨论了应用PID调节器和模糊控制理论实现压力和温度调控的理论与方法。该系统已运用于发动机生产与测试部门，达到了预期的效果。     

某柴油机缸盖强度计算

以某4缸轿车用柴油机铝合金缸盖为研究对象,用某CFD软件计算得到水套表面的温度和对流换热系数,用Abaqus计算缸盖稳态温度场、装配载荷下冷机的应力分布、装配状态下的热机应力分布和各缸爆发时刻缸盖的应力分布,结果表明缸盖强度低于材料屈服极限.基于应力结果计算缸盖的高周疲劳安全因数和低周循环次数,结果表明缸盖疲劳安全因数满足使用要求.     

汽车发动机热工性能测试系统设计

本文针对汽车发动机测试中热工性能指标的测试需求,设计了一套测试系统,该系统可在线检测汽车发动机的温度、压力、流量等参数,实际应用表明,该系统测试精度高,性能稳定,由于采用了分层设计和总线技术,系统扩充方便,可满足多参数的在线测试.     

Packing identical spheres into a cylinder

The paper deals with the optimization problem of packing identical spheres into a cylinder of minimal height. A mathematical model of the problem is constructed and its characteristics are considered. On the ground of characteristics, a strategy of searching for an approximation to a global minimum is offered. The strategy includes a special search tree construction, a modification of the Zoutendijk method of feasible directions to calculate local minima, and a modification of the decremental neighborhood method to search for an approximation to a global minimum. Numerical examples and performance analysis of solutions are given. On the basis of the mathematical model and numerical experiment, a number of conclusions are drawn.     

柴油机缸盖有限元分析

用Abaqus将对流热边界耦合至固体传热计算中,得到柴油机缸盖的温度场.在此基础上进行预紧力和爆发压力-热应力2种工况的数值仿真.仿真结果可以帮助确定各影响因素造成的缸盖应力集中的主要位置,为结构设计和改进提供参考.     

Steady flow around and through a permeable circular cylinder

The steady flow around and through a porous circular cylinder was studied numerically. The effects of the two important parameters, the Reynolds and Darcy numbers, on the flow were investigated in details. The recirculating wake existing downstream of the cylinder is found to either penetrate into or be completely detached from the cylinder. It is also found that, contrary to that of the solid cylinder, the recirculating wake develops downstream of or within the porous cylinder, but not from the surface of it. These new findings provide additional evidence to Leal’s conclusion (Leal LG. Vorticity transport and wake structure for bluff bodies at finite Reynolds number. Phys Fluids A 1989;1:124) that the appearance of recirculating wakes at finite Reynolds number is due to vorticity accumulation, but not a result of the same physical phenomena associated with separation in boundary layers in adverse pressure gradients. Also presented in the current study are the variation of the critical Reynolds number for the onset of a recirculating wake as a function of Darcy number and the variation of a newly defined parameter, the penetration depth, as a function of the Reynolds number and Darcy number.     

基于小区域模板匹配的发动机缸体缺陷检测

针对发动机缸体人工检测效率低不可靠的问题,提出一种基于小区域模板匹配的检测算法来实现缸体的在线自动检测。将发动机缸体的特征图像制作成小区域模板库,在发动机缸体特定小区域使用粗精结合搜索策略的改进序贯相似度算法确定待匹配图像的准确位置和相似度,从而实现发动机缸体缺陷检测。实验结果表明:该算法能够满足发动机缸体缺陷检测要求,基本消除了人工检测的误判,显著降低了人工检测时间。     

基于遗传算法的圆柱阵列稀疏方法

由于共形阵列所具有的特性,使其正得到日益广泛的应用,但其耗用较多的阵元,方向图具有相对主瓣较高的旁瓣电平。为此,针对基本的共形阵列——圆柱阵列的天线阵元,应用经典遗传算法,以阵元的工作状态为优化参量,对其进行稀疏。减少了阵元数量,仿真结果表明,该方法能有效地降低圆柱阵列的旁瓣电平。     

电缸非线性位置误差研究

针对电缸直线运动位置误差进行了研究,提出了一种“最小二乘法线性拟合补偿、非线性自适应模糊比例-积分-微分(PID)非线性误差补偿”的复合模式误差补偿方法,重点分析了非线性误差的补偿,建立了电缸测试系统的数学模型并进行了仿真,验证了自适应模糊PID进行补偿的可靠性;结合实验进行了验证,证明了该方法具有很好的可行性,取得了理想的效果.     

灰色预测PID控制的气缸运动系统设计

为了提高气缸运行的平稳性,提出了一种基于灰色预测PID控制方法.给出了灰色预测PID控制结构,设计了灰色预测PID控制器,并在灰色预测理论所形成新误差序列的基础上,导出了校正PID参数表达式;接着,对输出预测进行滤波处理,以消除预测值偏高的不足;然后,搭建了气缸运动控制实验系统并进行了测试实验.结果表明:相对于常规PID控制,灰色预测PID控制的气缸运行过程中速度超调量由22.1％降至7.8％;速度波动范围由±6.2％降至±2.1％.采用灰色预测PID控制的气缸运行过程中速度超调和振荡问题有了明显改善,满足了大多数场合的应用要求.