对置发动机活塞温度场三维有限元分析

利用I-DEAS软件突破传统的简化方法,建立了某双缸水平对置风冷柴油机活塞的三维实体模型,并充分考虑风冷柴油机传热的特点来确定传热边界条件,对活塞温度场进行了有限元计算和分析.计算结果表明：活塞头部的温度接近极限,由于活塞环区域温度过高造成运行受阻,并与柴油机实际运行中出现的情况相符.进一步的实验表明,有限元分析结果与实验值误差小于5%,验证了本文所建模型,该计算方法的计算结果基本上可以指导设计.     

风冷柴油机活塞温度场的三维有限元分析

建立某双缸水平对置风冷柴油机的活塞三维实体模型,利用I-DEAS软件突破传统的简化方法,并充分考虑风冷柴油机传热的特点来确定传热边界条件,对活塞温度场进行有限元计算和分析。计算结果表明:活塞头部的温度接近极限,环区温度过高造成运行受阻,并与实际运行出现的情况相符。进一步的实验表明,计算结果与实验值相差小于5%,故该计算方法的计算结果基本上可以指导设计。     

发动机冷却系统流固耦合稳态传热三维数值仿真

为解决发动机传热计算时冷却水与缸套、机体之间的流动与传热耦合边界问题，建立了发动机活塞组-缸套-冷却水-机体三维流固耦合系统，并利用有限元分析软件的流固耦合计算功能，把单个零件的传热外边界条件处理成内边界，使得传热仿真更合理更简单。以某增压柴油机为例，用有限元分析软件ANSYS对建立的三维流固耦合模型进行了稳态传热数值仿真，得到了耦合系统的温度场和流场云图。与标定工况下活塞和缸套的温度场测量数据进行了对比分析，结果表明：仿真结果与实测数据吻合较好，误差控制在8％以内。由此说明应用流固耦合仿真方法可以较好地模拟发动机稳态传热。     

8E160柴油机活塞组热负荷及机械负荷耦合分析

采用活塞、活塞环和气缸套耦合的方法对 8E16 0型柴油机的活塞、活塞环、气缸套进行了三维温度场分析。以此为基础 ,对活塞组进行机械负荷和热负荷的耦合分析 ,计算了活塞耦合应力场 ,以深入了解活塞的热负荷状态及综合应力分布情况 ,进而为完成降低热负荷、改善应力分布的改进设计和进一步强化奠定了理论基础。讨论了 8E16 0型柴油机活塞和活塞销的三维有限元分析过程 ,并将本次温度场分析所采用的活塞组—气缸套耦合模型与活塞单一模型作了比较 ,结论为前者加载负荷的试算量比后者大大减少 ,并且精度高。     

CA6110/125Z型柴油机活塞三维有限元分析及结构改进

在CA6110／125Z型柴油机活塞温度场测量试验的基础上，用三维有限元法获得了此活塞的温度场和应力场。计算结果显示，活塞特别是第一道环槽温度过高是导致柴油机长时间运转后出现活塞环胶洁和活塞产生裂纹的原因。据此，对该活塞做了相应的改进设计和疲劳安全系数的计算。     

发动机活塞温度场三维有限元分析

本研究利用Pro／E软件建立某天然气发动机活塞的几何模型，并借助有限元分析软件ANSYS6．1对其进行温度场分析计算，得到活塞的三维温度场分布情况，数值计算结果表明了活塞温度场的分布情况，为活塞的结构改进和优化提供了依据。     

流固耦合仿真技术在发动机稳态传热计算中的应用

为解决发动机传热研究中冷却水与缸套、机体之间的流动与传热问题，将有限元软件中提供的流固耦合仿真技术应用到发动机稳态传热计算中。建立了发动机活塞组-缸套-冷却水-机体流固耦合传热模型，该模型既包括了固体与固体之间的接触传热，也包括了流体与固体之间的耦合传热。同时，零件之间的传热边界条件也变得既简单又合理。以某型号柴油机为例进行了有限元仿真计算，并与活塞和缸套的温度场测量数据进行了对比分析。结果表明：仿真结果与试验测量数据误差较小，应用流固耦合仿真方法可以较好的模拟发动机稳态传热状态。     

柴油机活塞热负荷研究

实测了标定功率工况下活塞表面特征测点的温度值,利用有限元分析软件,并结合活塞传热稳态边界条件,计算了该活塞的稳态温度场。结果表明：标定功率工况下,该柴油机活塞头部表面最高工作温度达354℃,一环槽和一环岸的温度在260～30℃之间,不利于活塞环正常工作。     

考虑活塞环组动力学的船用大功率柴油机组合式活塞温度场预测

通过建立柴油机组合式活塞的3D有限元模型,以文献中参考机型的实测缸套温度为温度边界条件,根据相应经验公式取得各换热区的对流传热系数,对新设计船用大功率柴油机组合式活塞进行温度场预测,并将计算所得到的温度场与参考机型实测温度场进行对比。为使得仿真计算更接近实际情况,考虑了活塞环组运动对传热系数的影响。计算结果表明:所得的温度场与相似机型实测温度场分布规律类似,可以为新设计发动机的热负荷试验提供指导。     

用耦合法分析研究发动机的稳态传热

利用FLUENT分析软件对发动机的稳态传热进行了仿真模拟。以所建立的某柴油机耦合传热系统为例进行了仿真计算,得到了耦合系统(活塞、缸套、冷却水套)的温度场等相关信息。计算结果表明,用耦合法模拟柴油机活塞组、缸套和冷却水之间的稳态传热是可行的。     

有限元分析与疲劳评价在活塞开发中的应用

应用ANSYS结构分析和FE-SAFE疲劳分析软件,对某型柴油机活塞结构进行了三维有限元计算,求得活塞温度场和综合应力场;分析结果经疲劳分析软件处理,以云图方式显示出活塞的疲劳循环次数和安全系数。     

YT4135Z柴油机机体动态响应分析

应用有限元动态响应分析技术，对YT4135Z柴油机机体的动态特性进行了研究。在I—DEAS9．0软件平台上建立了YT4135Z柴油机机体的三维实体模型，并对其进行了合理的简化，选用四面体单元对机体三维实体模型进行了网格划分，建立了机体的有限元模型。采用工程上常用的Lanczos法计算出机体约束模态的固有频率和振型。在此基础上，考虑柴油机在稳态工作状况下，以气缸燃气压力、活塞连杆机构运动的惯性力和活塞侧压力等为主要因素，确定机体所受的激励力，利用模态叠加法对YT4135Z柴油机机体进行了动态响应分析计算。     

某四缸柴油机龙门式气缸体动力响应分析

建立了某四缸龙门式柴油机气缸体的有限元分析模型,从某四缸龙门式柴油机气缸体的结构动态特性和振动响应进行分析,采用模态试验对有限元模型进行修正,通过有限元、多体动力学手段研究柴油机在额定工况下,以气缸燃气压力、活塞侧压力和主轴承作用力为主要因素,确定了柴油机所受的激励力,利用模态叠加法对柴油机进行了动态响应分析计算,得出了额定载荷下的整机振动烈度,并与整机振动烈度的实测值进行比较,验证了模型的正确性。     

某四缸柴油机龙门式气缸体动力响应分析

建立了某四缸龙门式柴油机气缸体的有限元分析模型,从某四缸龙门式柴油机气缸体的结构动态特性和振动响应进行分析,采用模态试验对有限元模型进行修正,通过有限元、多体动力学手段研究柴油机在额定工况下,以气缸燃气压力、活塞侧压力和主轴承作用力为主要因素,确定了柴油机所受的激励力,利用模态叠加法对柴油机进行了动态响应分析计算,得出了额定载荷下的整机振动烈度,并与整机振动烈度的实测值进行比较,验证了模型的正确性。     

柴油机活塞参数对机油耗影响的研究

利用AVL Boost软件获得燃气温度、传热系数等热力学数据,采用AVL Excite PistonRings软件建立活塞和活塞环组的动力学仿真模型,通过试验实测柴油机的机油耗验证了模型的准确性。对仿真模型进行数值分析,得出活塞火力岸的刮油和蒸发是缸内机油耗的主要产生因素。通过对配缸间隙、环岸间隙和活塞销偏移量进行数值模拟分析得出最优方案。优化后模拟计算刮油量比原机降低了64.9%,试验实测整机机油耗降低了35.86%。     

船用大功率柴油机组合式活塞热结构耦合分析及温度场预测

通过建立柴油机组合式活塞的3D有限元模型,以文献中相似机型的实测缸套温度为温度边界条件,根据相应经验公式取得各换热区的对流换热系数,对新设计的组合式活塞进行了温度场预测;基于温度场计算结果及活塞所受结构应力,对该活塞进行了热-结构耦合强度及疲劳寿命分析。分析结果表明：该活塞设计较合理,整体安全系数均大于1.5。     

基于ANSYS的活塞温度场分析

发动机的活塞长期工作在高温、高压及高负荷的环境下,容易形成热疲劳。通过分析活塞的温度场可以对其进行有目的的设计,减小热负荷。通过利用UG对活塞进行实体建模,并结合ANSYS对其进行了合理的有限元分析,计算出活塞在冷启动工况时的三维温度场分布,为研究活塞设计提供了重要依据。