175FMI活塞热耦合分析

详细阐述了汽油机活塞从热边界确定到热耦合分析的整个过程,从AVLBoost软件中获得第三类边界条件,并在活塞,活塞销接触分析中叠加温度场获得热耦合分析效果。从温度分布、热应力、机械应力、活塞应变等方面考察活塞结构,为活塞的结构改进和优化提供了经验和理论依据。建立了活塞三维有限元模型,通过理论计算某发动机活塞热边界条件,对其进行温度场分析计算,得到活塞的三维温度场分布特征,对活塞的结构改进和优化具有一定的研究价值。     

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。     

CNG发动机活塞热-机耦合应力分析

随着CNG发动机不断地向着高速化、大功率的方向发展,使得活塞销座由于应力集中而引起疲劳裂纹。为此,设计了一种新型弧面衬套活塞销座,对衬套进行了运动分析和装配条件分析。通过有限元方法分析了活塞在机械载荷、热-机耦合载荷条件下的应力分布状态。研究结果表明:在机械载荷作用下,新型活塞-衬套的Mises应力比原活塞降低了25.3%,新型活塞销座最大Mises应力比原活塞降低了27.9%,新型活塞销座的接触应力比原活塞降低了35.4%。活塞在热-机耦合载荷作用下的应力状态与在机械载荷作用下的结果相似,活塞应力状态都有很大改善。装配有衬套的活塞销座的应力分布更加的均匀,更容易形成润滑油膜。因此,该结构具有降低活塞销座应力、提高润滑能力和提高活塞销座的疲劳寿命的优点。     

基于特征参数化的活塞设计研究

结合活塞的特点对特征进行分类并建立特征库;同时对特征尺寸及特征存在性的参数化方法进行了详细讨论.在详细分析发动机活塞负荷的基础上,提出活塞的机械、热边界条件,计算得到活塞的机械应力、热应力及耦合应力.计算结果显示原设计活塞有较大的储备强度,有进一步优化的可能.     

基于特征参数化的活塞设计研究

结合活塞的特点对特征进行分类并建立特征库;同时对特征尺寸及特征存在性的参数化方法进行了详细讨论.在详细分析发动机活塞负荷的基础上,提出活塞的机械、热边界条件,计算得到活塞的机械应力、热应力及耦合应力.计算结果显示原设计活塞有较大的储备强度,有进一步优化的可能.     

温度试验与热力耦合仿真对活塞结构的优化

为满足增压后汽油机的性能要求,对活塞结构进行改进。基于传热学理论和非线性有限元分析方法对活塞进行仿真分析,先将活塞、活塞销、连杆、缸套进行整体建模,并结合活塞温度测试试验对活塞的模拟温度场进行验证,再导入热载荷和机械载荷的边界条件,计算出在热力耦合作用下活塞的应力大小及分布情况。计算结果表明,结构改进后,活塞的最大应力值降低了129.63MPa,热应力和机械应力明显降低,满足增压后汽油机的使用要求,说明了改进后活塞结构是合理的。     

发动机活塞销孔受力分析及改善

活塞是发动机中最重要的零部件之一,工作中要承受周期性热负荷和机械负荷冲击,活塞的工作状态直接决定着发动机的使用寿命,高温、高压的工作环境使承载最大机械应力的活塞销孔部位面临着更大的考验。随着发动机性能的日益提高,活塞所承受的燃气压力和惯性力不断增大,作为支撑部分的活塞销孔负荷显著增加,在最高燃烧压力下,活塞销轴和销孔都会发生弯曲变形,活塞销与活塞销孔之间的摩擦还产生着高温负荷。因此有必要对活塞销孔处进行有限元分析,通过改变销孔的几何结构来改善应力分布情况,降低销孔内侧应力集中,提高活塞的承载能力。     

发动机活塞温度场试验与有限元分析

依据发动机活塞的热负荷,介绍热电偶法测量活塞温度的试验方法和过程,建立活塞有限元模型,分析热边界条件的施加方法。计算结果与试验结果很好地拟合,为发动机活塞的耦合分析和结构优化提供了可靠依据。     

186F柴油机活塞机械负荷和热负荷研究

活塞是柴油机的重要运动件。它所处的工作环境复杂,因此有必要将其结构进行强化。通过ANSYS软件,模拟高温环境以及最高爆发压力时的变形状况。模拟结果表明,在机械载荷作用下活塞销孔内侧上部出现最大应力,销座孔底部变形最为严重。在热负荷的影响下应力最大发生在内侧顶部位置,变形最大量发生在顶部边缘位置。而热机载荷耦合时等效应力最大发生在销座孔内部上侧以及顶面下方,变形最严重发生在裙部边缘。热机耦合作用对活塞的影响大于两者对活塞影响的简单相加。在活塞校核时需要进一步改善应力分布。     

CA488活塞的强度分析及结构改进

在详细分析发动机活塞负荷的基础上,提出活塞的机械、热边界条件,经过有限元计算得到活塞的机械应力、热应力及耦合应力.计算结果显示原设计活塞有较大的储备强度,有进一步优化的可能.采用短活塞方案对原活塞进行结构改进,改进后的活塞减小了压缩高度,降低了质量,使活塞结构更趋合理;有限元分析表明,各种应力应变均在设计允许范围之内,活塞结构的改进是成功的.