493柴油机机体强度及缸孔安装变形有限元分析

建立了某柴油机机体、气缸盖、气缸垫、主轴承盖等的有限元模型;运用非线性有限元软件,模拟了各个部件间的接触关系;计算了柴油机在螺栓预紧工况和爆发压力工况下的应力和应变,确定了最大应力部位,对机体进行了静态及疲劳安全强度校核,并对缸孔的安装变形进行了分析与评价。此方法可为发动机机油消耗评估及机体的改进设计提供依据。     

发动机主轴承盖/壁结构分析

在爆发压力以及往复惯性力的作用下,曲轴轴颈中心会承受随机载荷,另外螺栓预紧力的作用,会使轴瓦、主轴承盖/壁产生强度、疲劳影响,主轴承壁和主轴承盖接触部位产生相对滑移量。通过在主轴承壁两侧增加螺栓,使主轴承盖/壁承受沿螺栓水平方向的预紧力。对增加两侧螺栓与否的情况,进行对比计算分析,查看零件的滑移量、强度和疲劳是否满足要求。     

基于有限元的某柴油机主轴承壁结构优化

基于接触滑移和轴瓦过盈模型,选取典型特征工况并施加动力学轴承载荷,对某柴油机进行有限元机体应力分析和主轴承壁高周疲劳分析;根据模型的仿真分析结果对机体的部分结构进行优化设计,更改主轴承盖螺栓孔与机体螺栓孔的直径和相对位置,增加主轴承盖与机体的接触面积。结果表明:优化后的机体主轴承壁应力分布情况得到了改善,主轴承盖与机体接触面的疲劳系数明显降低。     

柴油机机体-主轴承盖接触面有限元分析

针对某V6大功率柴油机机体在与主轴承盖接触的部位产生疲劳裂纹的现象,运用Pro/E特征建模技术建立起三维实体模型,然后利用ANSA进行有限元模型建立,最后利用AN-SYS对其在预紧和爆发两种工况下的应力、变形和选定接触面上摩擦力的分布情况进行了分析计算,预测了机体接触面上的危险位置并与实际情况进行了对比.验证了模型的精确程度,为寻找机体结构强度薄弱区域提供了参考方法,为机体结构的改进提供了理论依据.     

某船用柴油机机体主轴承壁的有限元分析和结构优化

考虑接触滑移模型,选取典型特征工况并耦合映射动力学轴承载荷,开展了轴承孔的变形分析以及结合面的相对滑移和主轴承壁的高周疲劳分析;以此为依据对某直列8缸船用柴油机的机体主轴承壁结构进行了优化设计。结果表明:优化后的主轴承壁的刚度得到明显改善,主轴承孔变形更为均匀,机体和主轴承盖结合面的相对接触滑移得到进一步减小,降低了微动疲劳磨损的风险。     

发动机横隔板三维有限元分析

用ABAQUS软件进行了发动机横隔板的强度及疲劳分析.分析模型包括机体、主轴承盖、轴瓦、主轴承盖螺栓、假体缸盖、缸盖螺栓.应用接触非线性分析方法,对机体横隔板进行装配、最大爆发压力工况和最大惯性力工况下的强度和疲劳求解计算.     

N490型柴油机机体强度有限元分析

利用Pro/Engineer软件建立了N490型柴油机机体三维模型,并对其进行合理简化,在AnsysWorkbench中对三维实体模型进行网格划分,得到有限元模型,对机体受力和载荷进行了分析和简化,分别计算了在各缸最大爆发压力工况下的应力和变形,计算结果表明：应力集中主要出现在作功气缸的机体顶面螺栓孔附近、轴承孔附近以及隔板的加强筋处,机体中间隔板和主轴承盖刚度较差,获得的结论对指导发动机机体结构改进设计具有一定的参考价值。     

大功率V型柴油机主轴承座结构强度模拟分析

建立了包括机体、主轴承座、曲轴、轴瓦及紧固螺栓的大功率V型柴油机主轴承座有限元分析模型,分别对螺栓预紧、轴瓦过盈、动压力三种工况下,主轴承座的应力和疲劳、轴瓦背压以及主轴承孔变形等情况进行分析。进一步的疲劳分析表明:设计方案中的主轴承座满足结构强度要求。     

分布式拉杆转子轴向预紧力的确定

研究了分布式拉杆转子在考虑轮盘间接触效应时轴向预紧力的确定方法。分析了拉杆转子在不同工况下的转子最大等效应力,轮盘结合面最大、最小法向接触应力及转子弯曲刚度随拉杆预紧量变化的规律。结果表明:随着转子轴向预紧力的增加,转子能够传递更大的载荷,其弯曲刚度、固有频率与连续体的偏差更小,但转子的最大等效应力显著增加,材料的强度裕度显著降低。根据得到的拉杆转子最大等效应力结果、接触面法向应力分布、转子弯曲刚度结果及转子自由模态频率结果,确定了转子合适的轴向预紧力。当转子承受100 k N的切向载荷时,转子合适的预紧量范围为拉杆总长的7/10000—13/10000。     

某柴油机凸轮轴箱的热-机耦合分析

以某机车用6缸直列柴油机凸轮轴箱为研究对象,建立凸轮轴箱和机体的装配接触模型,利用Ansys Workbench平台建立有限元模型,并根据凸轮轴箱的实际受力情况对其施加约束和载荷,进行稳态热分析和热-机耦合分析,得到其在缸头约束、螺栓预紧力、热负荷综合作用下的应力与变形云图,找出最大应力和变形所在位置。结果表明:凸轮轴箱各部位的应力满足材料的强度要求,最大变形出现在凸轮轴箱顶端,最大应力出现在凸轮轴箱右侧弧形板与侧板的端角处,凸轮轴箱设计安全。     

增压发动机开式水套缸体缸孔变形优化的研究

随着汽车轻量化技术的逐步发展,目前大多数的发动机在设计时会采用铸铝缸体。增压机型在采用铸铝缸体时,一般会设计为开式水套,以便缸孔顶部能够获得更好的冷却效果来满足其高热负荷的要求。但由于开式水套的顶部为全开放式结构(相当于悬臂),所以在装配力、热负荷、爆发压力、活塞侧向敲击力等因素共同影响下,容易发生缸孔变形量大的问题。本文以一款增压机型的铸铝缸体(开式水套)为例,论证优化其缸孔变形量的方法。     

Effect of ultrafine grain refinement on hydrogen embrittlement of metastable austenitic stainless steel

Micro-tensile tests were performed on high-pressure-torsion-processed specimens of type 304 steel with grain sizes in the range of 0.1–0.5 μm to clarify the effect of ultrafine grain refinement on the hydrogen embrittlement (HE) of metastable austenitic steel. The ultrafine-grained (UFG) specimens with average grain sizes < ～0.4 μm exhibited a limited uniform elongation followed by a steady-stress regime in the stress–strain curves, which was attributed to a martensitic transformation. A high yield stress and a moderate elongation to failure were attained for the UFG specimens with an average grain size of ～0.5 μm in the uncharged state. Hall–Petch relationships well hold between the yield stress and the average grain size for each uncharged and hydrogen-charged specimen. Hydrogen charging increased the friction stress by 40% but did not change the Hall–Petch coefficient. Hydrogen-induced ductility loss was mitigated by ultrafine grain refinement. Ductility loss due to hydrogen charging manifested in the local deformation after a martensitic transformation. This indicates that hydrogen does not significantly affect the martensitic transformation, but shortens the subsequent local deformation process.     

陶瓷纤维铝基复合材料对活塞销座的影响

为了避免铜衬套脱落并降低活塞销孔表面的最大应力,运用正交试验表L_9(3~4)设计9组试验,另加1组镶铜衬套的试验作为对比方案,通过ANSYS对活塞进行了模拟分析,并利用极差分析法找到满足活塞热负荷及机械负荷的最优方案。结果表明:影响活塞销座热机耦合应力的3个因素大小依次为销孔型线方程、销座与活塞销的间隙和增强体的厚度;最优方案使活塞销孔表面上的耦合应力降低了28.8%;增强体使活塞销座处温度升高了3%~4%,活塞的耦合变形也减小了2.9%~3.8%。     

某内燃机机体损坏后的修理

某内燃机机体遭受断裂连杆撞击,缸套冷却水腔下密封内表面和滑油喷嘴安装法兰表面严重破损、变形;主轴瓦孔内径和中心线直线度超差。采用铸铁焊工艺局部焊补破损位置后加工至标准尺寸,然后采用电刷镀工艺修复主轴瓦孔至标准尺寸,用激光自准仪检测主轴瓦孔中心线直线度达到标准要求。     

发动机主轴承座结构强度分析研究

建立了包括缸体、框架、轴瓦、曲轴及连接螺栓的发动机主轴承座网格模型,通过指定不同的接触区域、接触条件、载荷、约束边界条件及多点约束,分别建立了螺栓预紧、轴瓦过盈、曲轴动压力及热负荷四种工况主轴承座强度分析有限元模型。采用二阶修正单元并通过接触主从面上单元的对应性来保证计算精度和收敛性,采用小滑移接触算法计算出各工况下主轴承座的应力和变形情况,根据计算结果,对主轴承座的强度、变形、滑移表面的滑动以及轴瓦背面的压力分布进行了评价,对主轴承座结构提出了改进意见,改进方案满足结构设计要求。     

小型柴油机机体结构分析

本文应用试验模态分析技术研究小型风冷柴油机和水冷柴油机机体扩缸前后的动态特性,从固有频率、机体刚度、受迫响应数据、工作面的振动特征等方面比较扩缸机体对工作性能的影响;扩缸机体有基本相同的动态特性和变形,对工作无根本影响;分析机体各部分结构对柴油机工作性能的影响,对机体结构优化设计,提高动态特性具有一定的指导意义。     

Residual stress and plastic strain analysis in the brazed joint of bonded compliant seal design in planar solid oxide fuel cell

This paper uses finite element method (FEM) to predict the residual stress and plastic strain in the brazed joint of sealing foil-to-window frame in bonded compliant seal (BCS) design in a planar solid oxide fuel cell (PSOFC). The effects of window frame material type, sealing foil thickness, filler metal thickness and window frame thickness on residual stress and plastic strain are discussed. Large residual stress is generated in the joint, and the stress and strain are concentrated around the fillet. It is proved that the BCS design can mitigate and trap some residual stress by plastic deformation within the sealing foil. The residual stress and the ability of trapping stress of sealing foil are affected by window frame material and structure thickness. Based on the comprehensive considerations of the impact of residual stress and plastic strain, Alloy 625 as a window frame material is found to be better than Haynes 214, Hastelloy X and SUS 316L. The optimum thickness of sealing foil and filler metal BNi2 are found to be 150 μm and 75 μm, respectively. The residual stress and plastic strain are increased with the increase of window frame thickness.     

发动机气缸孔压板镗珩加工工艺研究

作者在发动机气缸加工中采用压板镗珩工艺，模拟实际装配状态，用工艺缸盖螺栓将工艺压板(模拟缸盖)、工艺缸垫与气缸体压紧，然后对气缸孔进行精镗、珩磨等精加工，对气缸在实际装配时所产生的变形进行校正，从而保证发动机在装配缸盖后气缸孔的圆度和锥度，有效减少气缸孔的早期不均匀磨损。