有限元计算在活塞失效分析中的应用

发动机在运行过程中,活塞受到多个力的作用,活塞又因自身结构复杂,所以在活塞损坏时很难找到造成失效的真正原因。本文通过利用有限元分析技术,对实际生产及实验中的发动机失效分析进行指导,确定失效零部件的真正原因及失效机理。通过有限元分析找到的薄弱部位有针对性地提出改进措施,在台架试验中验证改进措施及分析结果的有效性。     

无损检测在大型中速柴油机活塞销失效分析中的应用

通过对活塞销断裂失效分析,找出相应对策。指出对活塞销进行定期无损探伤是一种经济有效的办法,可预防大事故的发生,并详细介绍了该探伤过程。     

重卡柴油机活塞穿孔失效分析

针对某柴油机出现的活塞穿孔故障,利用体视显微镜、金相显微镜和扫描电镜等检测工具,分析故障活塞的表面形貌、硬度和组织。分析表明:由于活塞销孔上方承载区存在明显的缩松缺陷,导致疲劳裂纹在交变载荷作用下萌生,裂纹不断向活塞上方扩展,直至燃烧室表面,随着高温燃气的不断冲刷,发生活塞穿孔故障。通过改进活塞生产模具、调整铸造时内芯和销芯进水的冷却时间以及增加销孔涡流探伤工序,可以有效避免活塞销口附近位置的缩松现象,保证活塞的可靠性。     

活塞热负荷三维子结构有限元分析及试验研究

摘要本文采用十五节点等参元和子结构有限元方法在AST-386微型计算机上分析了活塞三维温度场,并利用热电偶测温技术和四连杆引线机构测量了活塞实际温度.     

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。     

三维有限元分析在发动机改进设计中的应用

为解决双缸水平对置风冷柴油机存在的活塞环粘结问题，首先对已知温度场的同类型的TY180F发动机活塞进行了三维有限元分析，以验证数学模型的正确性；然后建立了双缸风冷柴油机的三维有限元模型，按照TY180F发动机活塞的分析过程并充分考虑风冷柴油机传热的特点确定了传热边界条件，对活塞温度场进行了有限元计算和分析。最后根据计算结果对发动机冷却系统进行了必要的改进，试验结果表明改进后的活塞能避免活塞环粘结问题的发生。     

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。     

薄壁油冷活塞三维有限元计算及强度分析

采用三维有限元法对某新设计的船用柴油机的整体薄壁球墨铸铁活塞的变形和应力场进行了计算并在此基础上对该活塞的疲劳强度和热变形进行了校核，同时还对这种薄壁油冷活塞的变形和应力分布特点进行了分析，由此得出了具有参考价值的设计要点。     

活塞异形销孔的有限元设计

通过对活塞和活塞销的工作状况的分析,应用有限元法设计活塞异形销孔型线,使得活塞销孔的应力分布趋向均匀,有效地解决了发动机增压强化后由于应力集中而造成活塞销座出现裂纹的现象。     

柴油机活塞温度场试验研究及有限元热分析

对改进的ZH1105W型柴油机缩口四角ω燃烧系统,利用热电偶法实测了标定工况下活塞顶面、侧面和内腔共16个特征点的温度.用Pro/E建立活塞几何模型,选取热结构耦合单元,并对模型网格进行了优化,结合试验值对活塞进行热分析计算,得到活塞三维温度场、热应力场和变形.计算结果表明,在标定工况下,活塞最高温度出现在燃烧室喉部达到310.7℃,最大von Mises热应力出现在排气一侧的回油孔顶部,为68.4 MPa,最大热变形量出现在活塞顶面边缘排气口侧,达到0.328 mm,这为活塞的结构改进和优化提供了依据.     

应用有限元法研究柴油机活塞的断裂破坏

本文应用有限元法和光弹性试验对活塞顶的裂纹进行断裂力学分析。针对活塞结构复杂的特点,推荐一种能对实际零件进行断裂分析的有限元计算法,计算程序简单,计算精度较高,可给出实际零件裂纹尖端附近的应力场和应力强度因子。另外,应用光弹性试验对活塞模型进行了断裂分析,叙述了试验中应注意的事项。对一台柴油机的活塞顶断裂破坏进行了分析,给出了裂纹存在对活塞顶应力场和温度场的影响,以及裂纹尖端附近的应力强度因子。有限元计算值和光弹性试验值吻合良好,并且同实际破坏相符合。     

活塞热冲击有限元分析

在热冲击试验的基础上,采用ANSYS软件对活塞在高、低周波矩形热冲击模式下的温度响应、热应力进行了计算和分析。计算结果表明:在高、低周波热冲击下,活塞的温度响应有着不同的特性。计算结果对活塞热疲劳分析有着重要的参考价值。     

采用有限元分析ISLe活塞取消铜套的可行性研究，

随着发动机技术的发展,达到欧3排放标准的大马力柴油发动机逐步推向市场,作为国内发动机生产厂家标杆的东风康明斯发动机有限公司推出达到欧三排放的ISLe共轨电控发动机．该发动机最大功率达到375马力。ISLe活塞原设计采用镶铜套技术,但在发动机使用中出现活塞铜套脱落和失效的情况很多,用户抱怨很大;针对ISLe发动机活塞特点,通过采用ANSYS模拟分析软件．对改进优化销孔型线的ISLe活塞进行有限元分析,重点对销孔部位的应力和接触情况进行详细的分析,依据分析结果,确定了ISLe发动机活塞可以不采用销孔镶铜套的结构形式,而采用制造成本低的铝一镶圈活塞就可满足ISLe发动机使用要求,改进后的活塞经在用户市场中应用．用户反映良好。     

462Q活塞机械强度的有限元分析

对462Q发动机活塞组主要零件（活塞头部、活塞环、活塞销）运用PRO/E进行三维结构设计,并通过ANSYS有限元进行结构强度分析,并且在必要时提出结构改进方法。     

某240型柴油机活塞有限元分析

活塞组由活塞、活塞销、活塞环等零件组成。活塞是内燃机的关键零部件之一,活塞的结构和所处的工作环境都十分复杂,在工作状态下受到高压燃气压力、高速往复运动产生的惯性力和销座支反力等周期性载荷作用,产生机械应力和机械变形。高压气体燃烧产生的高温使活塞温度分布很不均匀,导致活塞产生热应力和热变形。因此,对活塞在热负荷和机械负荷共同作用下的变形、应力进行有限元分析,了解活塞的变形和应力分布情况,对改进活塞设计,提高其工作可靠性具有意义。     

柴油机活塞热冲击问题有限元分析

利用Galerkin法原理,建立了轴对称热冲击问题的有限元方程,以PA6-280柴油机活塞为例,进行了数值分析,对其热冲击期间应力变化规律做了分析和讨论,其结果表明,本文理论为研究活塞的热冲击及热损伤机理提供了数值分析方面的基础。     

某柴油机组合活塞的有限元分析

以有限元分析软件ANSYS为基础,对某柴油机活塞组的性能进行了研究,通过建立三维实体模型,结构离散化,然后进行了活塞的热-机耦合分析和瞬态动力学分析,为活塞的结构改进和疲劳分析提供理论依据和必要的边界条件。     

JL472Q2活塞有限元分析

科技进步推动了内燃机行业的持续发展,发动机的强化指标逐渐提高,活塞及其组件所受的机械负荷及热负荷也愈来愈高,它们的设计是否合理,关系到发动机的可靠性、寿命等。因此在已有条件下,如何进行有效地分析,确定其可靠性或通过计算分析结果,寻找有效的解决方案进行优化设计,成为内燃机行业的主要课题。     

机车组合式活塞温度应力耦合场有限元分析

本文以280机车组合式活塞为研究对象，利用Pro／E进行了实体建模，然后导入有限元分析软件中，采用间接耦合法对活塞原设计及其改进方案在各工况下的温度场以及热载荷和外加载荷综合作用下的应力场进行了分析对比，结果表明改进后在易失效的部位温度值稍有降低，应力值则有明显下降，且对比计算出了危险点的应力降幅。计算结果证明了改进设计的有效性，为活塞的改进方案提供了有力依据。