两气门柴油机缸盖火力面热边界条件的确定方法

为了在两气门柴油机缸盖传热的计算过程中,确定有效的缸盖火力面热边界条件,以快速、准确得计算出缸盖温度场,提出一种新的两气门柴油机缸盖火力面热边界条件的确定方法。在建立缸盖传热计算模型时,采用径向分区的思想施加缸盖火力面初始热边界条件,通过结合缸盖底部测点实测温度数据,研究得到缸盖火力面径向各区域最终换热系数值,进而拟合出缸盖火力面上换热系数随半径变化的函数关系式,将此函数关系式和当量循环燃气温度一起作为两气门柴油机缸盖火力面的热边界条件。最后以某两气门柴油机为例,建立整机流固耦合传热模型,对该方法进行了验证,计算结果表明:拟合公式法较常用的分区计算法具有更好的精度表现,为同类型的两气门柴油机缸盖传热计算提供了新的火力面热边界条件确定方法。     

柴油机组合活塞温度场及热机耦合应力分析

以某型号柴油机的钢顶铝裙组合式活塞为研究对象,通过建立活塞的有限元模型,分析了活塞在预紧工况、热载荷工况和热机耦合工况下的应力场和位移场分布特点,给出了活塞在热载荷下温度场分布规律和在热机耦合作用下的活塞失效的主要位置。该分析可为类似发动机活塞的设计和结构优化提供理论依据和实践指导。     

某柴油机气缸盖热机耦合强度分析

为了分析缸盖的应力分布,对某6缸中速柴油机缸盖进行热-机耦合强度分析。第一部分对缸盖进行温度场和热应力分析。第二部分对缸盖进行热机耦合强度分析,其中机械载荷通过工作过程模拟得到。通过分析可以得出缸盖内部最大应力出现在鼻梁区和螺栓孔附近,最大应力值为174MP。结果表明,气缸盖的设计符合强度要求。     

柴油机缸盖流固耦合传热分析与实验验证

为了研究某柴油机工作时气缸燃烧和冷却系统共同作用下缸盖的温度分布,采用流固耦合的方法对其进行温度场分析。运用三维数值仿真计算技术对柴油机缸内的燃烧、冷却过程进行计算,以此得到柴油机缸内燃烧室温度场的分布状态、热换系数等参数,以及冷却系统中缸盖水套的温度分布状态、热换系数;再进行研究,得出冷却水套壁面、缸盖火力面的热边界条件。将上述过程得到的热边界条件应用于气缸盖有限元模型中进行传热耦合计算,最终得到柴油机气缸盖的温度场分布;为了验证此计算结果的有效性,对温度场分布结果进行实验验证,最终确定结果。实验最终表明,柴油机缸盖最高温度远远低于其材料的最高工作温度,分布较为合理。     

热机耦合作用下缸盖热状态影响因素研究

为研究发动机缸盖在热机耦合作用下的热状态,利用流固耦合方法对缸盖的温度、耦合应力、热疲劳进行分析。然后,基于最优拉丁超立方法以及椭球基(EBF)神经网络模型建立燃烧强度、冷却液流动参数、机械载荷及火力面最高温度、最大耦合应力、低周热疲劳可用因子的近似模型,进行其影响因素的研究。分析结果表明:在燃烧强度的变量中,缸内温度和缸内换热系数对缸盖最大耦合应力以及热疲劳可用因子影响最大;提高冷却液进口温度,虽然降低了缸盖热疲劳可用因子但也升高了火力面最高温度,增大冷却液进口流速虽然降低了火力面最高温度但也升高了缸盖热疲劳可用因子;缸内最大爆发力对缸盖热疲劳可用因子、螺栓预紧力对缸盖最大耦合应力影响效果显著。     

高强化柴油机活塞的热机耦合强度分析

以某型高强化柴油机的活塞为研究对象,建立了活塞三维热弹性有限元计算模型,对某一额定工况下的活塞温度场和热机耦合应力进行了计算.分析了活塞在单独机械载荷作用下以及热机载荷共同作用时的栽荷响应特点,给出了温度场对活塞应力的影响规律和活塞在热机耦合条件下强度的薄弱环节,为改进活塞的结构设计、提高活塞的结构可靠性提供了理论依据.     

基于Sehitoglu模型的发动机气缸盖热机疲劳寿命预测

以某发动机气缸盖为研究对象,开展了气缸盖本体材料力学性能测试与表征、气缸盖热机疲劳寿命预测研究工作.采用流固耦合方法,获得了准确的气缸盖热边界和温度场结果,温度场计算值与实测结果相符合.依照整机热冲击试验规范,采用Sehitoglu模型对缸盖的热机疲劳寿命进行了预测,仿真结果显示,缸盖最低寿命出现在第二缸火力面排气侧鼻梁区,主要由环境损伤引起,最低寿命为6860次,满足设计要求,该气缸盖顺利通过整机热机疲劳台架试验考核.     

柴油机缸盖热固耦合强度故障诊断与优化设计分析

本文利用一维热力学、三维流体力学、三维有限元法和虚拟疲劳强度预测方法,系统的对某机型柴油机的缸盖进行模拟计算,针对缸盖中的裂纹失效进行故障诊断、找到故障原因,并提出优化方案,最终通过试验验证方案的有效性。采用热固耦合计算方法完成了缸盖结构的失效模式分析,同时,文中对柴油机缸盖故障诊断和改进设计过程中值得关注的细节也做了详细分析,试验结果证明该分析方法对缸盖结构优化和改进工作有重要的工程指导作用。     

制动盘制动过程的热-机耦合仿真

在部分盘和整盘间接耦合模型的基础上,考虑制动盘的结构特点及在应力计算过程中施加的对称性约束,建立制动盘、闸片和盘毂之间的三体接触弹塑性热机耦合模型,使制动盘和闸片的相对运动得以实现。通过该模型的模拟结果和测试结果相比较的方法,证明该耦合模型的计算结果能够较为真实地反映制动过程中制动盘的温度场和应力应变场的分布情况,实现了模拟结果和测试结果相一致,体现温度场和位移场的相互作用,达到温度场和应力场的直接耦合的目的。采用弹塑性热机耦合方法分析制动盘在制动过程中热斑的形成。     

重型高速柴油机活塞销座强度分析与优化

活塞体在实际工作条件下承受着复杂的热机耦合载荷,其耐久性对整机可靠性有着决定性的影响。在重卡柴油机中活塞销座和裙部作为主要承受机械负荷的区域,需要详细分析其温度场、变形、应力和润滑状态。文中利用试验结合有限元方法获得活塞、缸套的冷、热态型面,建立某重卡柴油机的活塞-销-缸套-连杆组的弹性耦合动力学分析模型,通过弹流润滑模型得出活塞销座轴承的润滑状态,进一步分析销孔表面的动态变形、应力场,并对活塞体在机械负荷下的高周疲劳强度进行校核。仿真计算结果与故障件模式一致性较好。为了优化活塞销座处的强度安全系数,采用该分析方法对不同的销孔型面方案进行了对比和评价。在发动机详细分析与故障诊断阶段,利用该分析流程可对活塞体的机械强度性能进行较好的把握与评价。     

三维热弹耦合场作用下汽车制动鼓的性能分析

将制动中的辐射换热等效为对流换热,建立汽车鼓式双领蹄制动器三维热弹耦合模型。考虑制动摩擦力矩的影响,对多次连续制动工况下的制动鼓瞬态温度场、应力场、变形场进行有限元数值模拟,获得制动鼓的内外表面的温度、热应力及热机耦合强度变化规律。     

基于耦合模型的高速电主轴动态分析与优化

为提高高速电主轴工况下的动态性能,建立一个电主轴热-电-机耦合动力学模型。该模型包含球轴承热机耦合模型、热模型和考虑电磁不平衡力(Unbalanced electromagnetic force,UEF)影响的转轴动力学模型等子模型,各子模型之间基于轴承配置相互影响。确定系统主要设计参数(Design parameters,DVs),设计电主轴多场耦合动力学计算流程,在型号170MDl5Y20电主轴上进行相关试验对耦合模型和计算模型进行验证,并分析DVs对系统固有频率的灵敏度。理论和试验结果表明所建模型和能准确预测高速电主轴多场耦合动力学行为并揭示其耦合关系,此外获取了不同轴承配置下DVs对系统前两阶固有频率的灵敏度。     

制动盘制动过程的热—机耦合仿真

在对制动盘的结构特点进行充分考虑后,计算应力过程中对制动盘施加的对称性约束,然后在此基础上建立以制动盘、盘毂和闸片为主的三体接触弹塑性热机耦合模型,这样能够实现制动盘和闸片的相对运动。而对该模型的结果进行比较后,能够证明建立的耦合模型对制动盘在运行过程中的温度场和应力应变场的分布情况进行真实记录,保证了模拟的结果和测试结果的一致性。能够完成温度场和应力场的直接耦合的目的。     

基于ABAQUS的地铁制动盘制动过程动态仿真模拟

基于ABAQUS软件建立地铁制动盘的有限元模型,确定热-机耦合的载荷与边界条件,建立地铁制动盘制动过程中摩擦生热动态仿真模型,采用完全耦合热-机耦合原理同时考虑温度场与应力场之间的相互影响,准确的揭示地铁制动盘在制动过程中的温度场与应力场,对分析制动盘的热裂纹产生,提高制动盘寿命提供依据。     

防爆柴油机活塞的热载荷响应特性研究

为提升矿用防爆柴油机的换热能力,提出水冷代替油冷方案,对燃烧室内活塞的热载荷响应特性进行了研究与分析.基于CFD方法,建立活塞冷却腔内的气液两相流模型,选用SSTk-ω湍流模型,结合VOF模型和Level Set模型得出不同曲轴转角下的液相比例和对流换热系数变化规律,分析了冷却腔结构对传热效果的影响.构建活塞热机耦合模...     

柴油机缸盖罩动态特性分析与改进

以某四缸柴油机铸铝缸盖罩为研究对象,融合频谱分析法、近场声压法及模态分析法的识别优势,分析缸盖罩的动态特性.首先在标定工况下采用时频谱结合频响函数分析了缸盖罩的振动响应特性,然后基于近场声压法定位分析了缸盖罩结构噪声的辐射特性,在建立缸盖罩有限元仿真模型基础上,再结合试验模态法与计算模态法获取了缸盖罩在柴油机约束状态下...     

柴油机气阀间隙异常的诊断

通过调整柴油机气阀机构的不同气门间隙,采集柴油机缸盖表面的振动信号.通过计算柴油机缸盖表面振动信号的小波包能量、奇异性指标,最大幅值、分形维,并建立柴油机缸盖表面振动信号的AR和ARMA模型,得到模型的残差,最后利用这些特征参数,应用模糊聚类法进行故障诊断.     

内燃机高温部件应力场研究现状与展望

重点阐述了内燃机燃烧室周边活塞组、缸套、缸垫、缸盖和气门等高温部件的应力场研究现状及发展趋势:首先分析了燃烧和摩擦这两个缸内主要热源的研究现状,随后分析了计算高温部件温度场的方法,并重点对流固耦合方法进行了介绍,最后阐述了国内外对于柴油机高温部件温度-机械复合应力场的研究现状及下一步的研究方向。     

惯性摩擦焊接钢管焊合区热塑性变形参量场的数值分析

根据金属塑性成形过程的大变形热弹塑性理论和虚功原理 ,建立了惯性摩擦焊接过程温度场、应力场及应变场的有限元热力耦合分析计算模型和有限元列式 ,并在给定边界条件下 ,解算了 34 Cr Mo4钢惯性摩擦焊接头动态温度场、应力场及应变场     

湿式离合器热流固耦合温度场及应力场分析

为深入研究湿式离合器接合过程温度场和应力场分布规律,针对摩擦副与润滑油对流换热,充分考虑其温度场、变形场和流场之间的相互作用,基于能量守恒定律和摩擦副动态接合过程工作机理,建立摩擦副热流固耦合数学模型,运用Abaqus与STAR-CCM+协同仿真,建立湿式离合器摩擦副三维热流固耦合有限元模型,并将该模型仿真结果与热机耦...