增压发动机排气系统密封结构优化研究

针对涡轮增压发动机排气系统存在的法兰高温变形和密封垫片压缩回弹性能差的问题,结合CAE有限元分析和密封垫片试验数据,提出法兰结构优化方法和变凸筋的密封垫片结构设计,并通过发动机台架和车辆耐久性试验,验证了密封的有效性和持久性。该优化方法通过软化局部法兰,使得排气歧管法兰各处刚性趋于一致,从而解决排气歧管和增压器结合面漏气问题;根据内部密封介质压力和密封结合面法兰在热循环中变形量情况,在法兰不同密封区域选择不同的凸筋结构,实现了持久可靠的密封效果。     

汽车排气歧管温度场的有限元分析

以一款2V发动机的排气歧管为研究对象,模拟排气歧管的工作环境,对其进行了稳态热场与热应力的仿真分析计算.通过分析,发现在排气歧管与发动机汽缸口相连的法兰处存在较大的热应力集中,这些位置就是在长时间使用后有可能发生热断裂的危险区域,因此,对这些位置采取增加加强筋的措施来提高许用应力,就能够取得良好的效果.     

发动机排气歧管的设计

排气歧管是发动机主要受高热零部件,工作负荷大。为了有效设计发动机排气歧管,系统讲解排气歧管设计步骤,从发动机本身要求到排气歧管三维数模的确定,再到热分析,最后进行试验考核,进行系统性详细描述,为发动机排气歧管的设计提供参考依据。     

模拟分析不同工艺对环焊缝残余应力及变形的影响

运用有限元数值分析方法及双椭球体热源模型,通过制定不同的工艺方案,建立筒体与法兰环焊缝焊接模型,并对不同工艺方案条件下的应力场和变形场进行数值分析。结果表明:采用多道对称焊接,增加焊缝分段数,避免在刚性薄弱的缺口处起焊,都可以减少法兰的轴向翘曲变形和径向变形,降低焊后残余应力,但残余应力和法兰面径向变形的减小量并不明显。     

螺旋板式换热器大直径法兰的拼焊工艺

针对大直径不锈钢法兰拼焊时易产生焊接变形和热裂纹的问题，从大型法兰拼焊变形规律，焊接工艺等方面入手，分析了产生变形和热裂纹的原因，制定了相应的工艺措施，避免了焊接变形和热裂纹的产生，确保了产品质量，提高了生产工效。     

某发动机排气歧管热应力仿真与分析

运用GT-POWER、STAR-CCM+与ABAQUS软件,采用流固耦合的分析方法,对某发动机排气歧管进行温度场与热应力场分析,并针对分析结果进行若干优化改进。首先利用GT-POWER仿真得到流体计算中所需的入口条件,再利用STAR-CCM+软件对排气歧管进行流体分析,并将得到的排气歧管壁面温度以及对流换热系数映射到ABAQUS的固体网格上得到温度场,通过ABAQUS进行热应力以及热变形分析,得出排气歧管开裂是热应力过高所致。据此对排气歧管进行若干结构改进,经对比确定方案3可有效减小排气歧管热应力,说明该方案是解决排气歧管开裂问题的有效方法。     

排气歧管总成热应力分析及温度场试验验证

采用了流固耦合的方法分析排气歧管总成的温度场和热应力。首先计算排气歧管总成的稳态内流场,得到了耦合面的温度分布,以此为边界条件计算了排气歧管总成的温度场,同时采用试验验证了排气歧管总成温度场计算结果的准确性。再以计算出的温度场为依据进一步算出了排气歧管总成的热应力,结果表明热应力的集中处位于排气歧管入口位置,排气歧管总成结合处在实际工作中不会因为较大的热应力而造成开裂,这为发动机的开发提供了参考。     

基于有限元方法的排气歧管后法兰疲劳模拟计算

为了解决排气歧管后法兰断裂问题,重现故障模式并对优化结果进行验证,采用有限元分析方法对排气歧管后法兰进行疲劳分析。运用ABAQUS计算出各工况的Mises应力以及各主应力,并计算出危险位置的疲劳安全系数。可以看出:分析很好地再现了故障发生的位置。优化后模型的安全系数达到要求,并且通过了试验验证。     

风电塔筒法兰外翻变形的控制工艺

介绍了风电塔筒结构及塔筒法兰设计要求,阐述了风电塔筒法兰与筒体焊接的传统工艺及存在的问题,针对焊后法兰出现外翻变形的现象,在设计塔筒法兰时,采用了预留焊接反变形量的方法,对风电塔筒制造工艺进行了改进,通过试验表明,改进后的工艺简单实用、可操作性强,具有一定的推广价值。     

基于全局响应面法的排气歧管流体分析优化设计

对某1.4L增压汽油发动机排气歧管进行了计算流体动力学(CFD)优化设计研究。首先采用基于有限元法的CFD求解器AcuSolve对初始排气歧管模型进行了流场分析,根据流场特征确定排气歧管外形需要重点优化设计的两个区域。然后对区域外形进行了模型参数化,创建了2个形状变量。最后调用全局响应面法以减小压降为目标进行排气歧管CFD优化,优化收敛后新设计排气歧管压降减小4.35%。研究方法对于排气歧管CFD优化设计具有一定的工程应用价值。     

风电塔筒法兰外翻变形的控制工艺

介绍了风电塔筒结构及塔筒法兰设计要求,阐述了风电塔筒法兰与筒体焊接的传统工艺及存在的问题,针对焊后法兰出现外翻变形的现象,在设计塔筒法兰时,采用了预留焊接反变形量的方法,对风电塔筒制造工艺进行了改进,通过试验表明,改进后的工艺简单实用、可操作性强,具有一定的推广价值.     

发动机排气歧管模态分析

振动疲劳能够引起排气歧管的失效,发动机和车身的激励频率与排气歧管的固有频率相近,会产生共振,这种共振会增大排气歧管的振动幅度,导致其加速断裂破坏;模态分析作为研究结构振动特性的常用手段,其分析的核心内容就是确定固有频率、阻尼比及振型等模态参数;本文针对排气歧管进行模态分析的目的是为了获得排气歧管的固有频率,进而能够确定引起疲劳破坏的最大激励频率,避免发动机排气歧管共振情况的发生。     

GDI发动机排气系统性能优化分析

基于发动机模拟仿真软件GT-Power,建立四缸GDI发动机排气系统的仿真模型。通过改变排气道、排气总管、排气歧管等结构的长度、直径等参数并经软件计算,得出发动机在不同排气系统参数下的缸内压力、放热率、尾气排放以及燃油消耗率等,对比分析不同工况下排气系统的结构参数变化对GDI发动机性能的影响。结果表明:选择排气总管直径和长度分别为75、160 mm,排气歧管长度和直径分别为185、44 mm,排气道长度和直径分别为75、49 mm时,发动机的性能最佳。     

拼焊顺序对大型焊接机壳中分法兰变形的影响

利用热弹塑性有限元方法对大型轴流焊接机壳中分法兰的变形状态进行了数值计算,建立有限元模型,分别计算三种拼焊方案下机壳中分法兰的变形情况。定量地预测了不同拼焊顺序下机壳中分法兰的变形,得到了可获得最优变形状态的拼焊顺序。对比中分法兰计算变形和实际变形测量数据,吻合良好,证明数值优化方法用于大型结构的变形预测是可行的。     

排气歧管热模态仿真分析

对排气歧管热模态进行基础研究,对排气歧管热模态的数值模拟分析流程进行了阐述。以某汽油发动机排气歧管为研究对象,采用STAR-CCM+对排气歧管流场进行分析,计算稳态流场的温度分布和歧管内壁面与废气的对流换热系数;然后通过ABAQUS采用流固耦合方法计算排气歧管的固体域温度场及热应力,作为热模态分析的边界条件;最后由ABAQUS完成排气歧管工况条件下热模态分析计算。     

40Cr钢法兰焊接接头断裂原因分析

通过宏观观察、金相分析和化学成分分析等方法,对40Cr钢法兰焊接接头的断裂原因进行了分析。结果表明,40Cr钢法兰焊接接头存在根部裂纹、焊趾裂纹、未熔合和未焊透等焊接缺陷,在应力的作用下,根部裂纹发生扩展,造成接头在使用过程中发生断裂。焊接工艺及操作不当导致法兰焊接接头产生根部裂纹,是其发生早期断裂的主要原因,并对焊接工艺提出了改进建议。     

风塔法兰与筒节焊后的火焰矫正工艺

在风电塔架(简称风塔)制造过程中,法兰与筒节的焊接为关键环节,该工序也是出现质量问题最多的工序,风塔中的几项重要技术指标,如法兰的平面度、外翻等,均出现在此工序完成后。因风塔焊接的特殊性,一次性达到合格标准要求确实是很困难的,如何来矫正上述缺陷,火焰矫正因其具有灵活性强、操作简便等特点,故在法兰与筒节焊后变形矫正中得到了很好的应用。本文重点介绍法兰与筒节焊后矫正法兰外翻、法兰平面度指标过程中的经验及需要的控制事项。     

发动机排气歧管加工夹具的设计

论述了发动机排气歧管加工夹具的选用、分类与设计。对发动机排气歧管加工夹具进行了设计,介绍了设计流程及设计中的关键问题。     

基于CAE仿真的某发动机排气歧管设计研究

以某款增压型汽油发动机的排气歧管为研究对象,运用CAE仿真软件搭建发动机仿真分析模型,比较不同排气歧管方案下的发动机性能,给出最有利于发动机性能的排气歧管连接方式和结构尺寸。文中的研究可指导发动机排气歧管设计阶段的正向开发工作,并为后期优化改善工作提供了一定的思路和方法。     

某型发动机排气歧管内流场仿真分析

为提高发动机排气性能,探究某型发动机排气歧管内流道结构的合理性,首先根据发动机参数建立排气歧管三维模型,借助CFD软件对排气歧管进行内流场分析。结果表明,当某一进气口进气时,会在相邻或间隔的进气管道内产生涡流,且出气口管道横截面上速度分布差值较大。当排气频率增加时,各歧管内的废气将相互影响,导致废气不能及时排出,影响发动机性能。