基于热机耦合的缸套变形分析

采用热机耦合分析方法,对柴油机气缸套进行了温度场分析,并将温度场用于耦合场的计算,分析了不同载荷对气缸套变形的影响.计算结果表明:气缸套最高温度为230.6℃,出现在缸套内壁顶部;缸套变形总体符合要求.热载荷是气缸套变形的主导因素,控制缸套变形时应主要控制热载荷引起的变形,对指导气缸套的设计具有重要意义.     

重型柴油机气缸套热负荷分析及结构优化

以某重型柴油机的钢制薄壁顶置湿式气缸套为研究对象,运用有限元法进行了气缸套三维温度场的计算,结果显示:缸套最高温度为229℃,出现在缸套活塞上止点附近;结合特定热边界条件,对气缸套的稳态温度场进行了计算,通过对比不同气缸套壁厚对热负荷的影响,明确了在气缸套的变形分析中考虑热负荷的必要性;为气缸套结构设计改进提供了理论指导和依据。     

基于有限元的某船用柴油机缸套变形分析

为了研究缸套变形情况,以某型号柴油机为例,由一维热力学仿真计算和冷却系统流动特性计算提供热边界条件,采用有限元分析方法,对缸盖机体一体化模型进行热负荷、机械负荷及冷却流场流动与传热的耦合计算。根据计算结果利用Python程序提取缸套综合变形情况,对结果进行傅里叶变换,去除一阶偏心变形,分析缸套径向变形和轴向变形趋势,为发动机缸套前期设计提供参考。     

柴油机活塞二阶运动仿真分析

对柴油机活塞二阶运动进行计算分析,要考虑到活塞、缸套的热变形和安装工况下的变形等多方面的因素。计算了活塞和缸套的温度场及热变形,然后对活塞的二阶运动进行了分析,并对结构进行了评价,为活塞进一步的优化提供了参考。     

不同载荷对柴油机缸套变形的影响研究

建立了缸体、缸盖、缸套等部件的四缸柴油机装配耦合模型,在加载热负荷的基础上分析了热应力、螺栓预紧力、缸内最高燃烧压力及活塞侧击力对缸套变形的影响。研究结果表明:在各加载方案中,缸套膨胀和压缩变形均表现为1#缸、4#缸缸套变形较大,2#缸、3#缸缸套变形较小;不同加载方案的缸套变形规律相似,缸套热应力产生的热变形占主导地位;在加载热负荷的基础上,螺栓预紧力、缸内最高燃烧压力对缸套综合变形最大值影响较大,而活塞侧击力对缸套综合变形最大值影响较小;活塞侧击力对缸套径向变形最大值的分布区域影响较大,但对机体与缸套主应力及变形值影响较小。     

缸套椭圆度测定仪

<正> 在其它条件相同的情况下,发动机缸套寿命实质上取决于制造偏差、缸套螺栓紧度的不均匀性、工作时热应力和机械应力。这些数值都要予以考虑,尤其在选配活塞与缸套之间的间隙时,要考虑缸套的原始椭圆度,以及用螺栓拧紧缸盖过程中缸套发生的变形。修理发动机时,若更换活塞环、活塞或镗削缸套,则要考虑后者的大椭圆度等等。然而实践表明,传统手段测定缸套椭圆度     

车用柴油机中置式缸套的研究

章介绍了车用柴油机中置式缸套的发展背景和结构特点；分析了在计算和试验基础上得到了缸套热状态及其对活塞温度场的影响、缸套的变形特征和应力特征等；同时做出了对中置式缸套的综合评价。     

中置缸套结构的设计分析与试验验证

在某型柴油机上将原项置缸套改为中置缸套结构,以改善第1道活塞环的冷却和减少缸套穴蚀问题.进行了缸套变形有限元计算、冷却系统CFD分析,以及缸套实际变形的测量验证,从而适应该型柴油机的功率、排放和耐久性升级的需求.     

气缸套变形多场耦合建模与分析技术

为完善气缸套变形分析技术,以V型柴油机为研究对象,考虑气缸套材料的非线性温度效应与构件间的接触非线性影响,建立气缸套变形分析有限元模型.应用流固耦合方法获得水套壁面传热边界条件,将气缸盖和气缸套的温度场耦合于缸套变形计算中,得到气缸套的截面变形量.借助离散傅里叶变换分析方法对气缸套变形进行分解,明确气缸套变形特征,并分析了变形影响因素,在此基础上,探讨了冷却水套入口冷却液温度与气缸套变形之间的关联性,总结出缸套变形的影响规律.结果表明:气缸套上端截面变形受温度和缸盖螺栓预紧力的影响大,气缸套中下部截面变形受温度影响小.适当选择冷却水套入口冷却液温度范围可有效控制气缸套变形量,该分析方法为柴油机气缸套多场耦合分析设计方法提供重要技术参考.     

不同材料的发动机缸套热状态及变形仿真

为了研究不同的缸套材料对其热状态及变形的影响,以某型号柴油机缸套为例,使用有限元仿真软件ANSYS对其温度场、应力和变形进行了三维数值仿真。对比结果表明,在相同的边界条件下,不同材料对热状态及变形的总体分布规律没有影响,但是在数值上有着较大的差别。由此可知,更换缸套材料对发动机的热状态影响较大。该研究对发动机缸套设计有重要的参考价值。     

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。     

Thermal ratchetting deformation of a 316L stainless steel cylindrical structure under an axial moving temperature distribution

A study of progressive inelastic deformation under a moving temperature distribution was carried out for a 316L stainless steel cylinder by a structural test and corresponding analysis. This structural test intends to simulate the thermal ratchetting behavior occurring at the thermal liner of a liquid metal reactor as a free surface of a hot sodium pool moves up and down under plant heat-up, cool down conditions and other thermal transients. The thermal ratchetting load of heating the test cylinder up to 550 °C was applied nine times and deformation was measured with one laser displacement sensor and two LVDTs. The temperature distribution of the test cylinder in the axial direction was measured and this was used for the ratchetting analysis. The thermal ratchet deformations were analyzed with the constitutive equation of the non-linear combined hardening model, which was implemented into ABAQUS by means of a UMAT subroutine and the analysis results were compared with those of the test. The residual displacement after nine cycles of the thermal load was measured to be 1.79 mm. The ratchetting deformations obtained by the analysis with the combined hardening model were in reasonable agreement with those of the structural tests. In addition, a case study of the effect of variations of load conditions and geometry conditions on the thermal ratchet was carried out.     

热应力产生的根源及针对发动机受热件的解决方法

热应力产生的根源在于“热胀冷缩受到约束” ,降低温度幅值和解除或减弱热变形约束是减小热应力的两个最基本的方法。作者重点对解除热变形约束减小热应力的各种常用措施进行了分析、探讨 ,并针对解决 4 10 2QBZ发动机的热负荷与缸盖冷却问题进行了具体分析     

D系列柴油机气缸套变形和气缸垫密封可靠性的有限元分析

本文对发动机缸套-机体-垫片系统在缸盖螺栓压紧力作用下的受力进行了分析,采用轴对称模形,对D系列柴油机气缸套变形和气缸垫密封可靠性进行有限元分析。结果表明,D系列柴油机气缸套的变形不同于传统的柴油机气缸套,在各种影响因素中,温度的影响起主要作用;D系列柴油机缸盖螺栓压紧力在缸套和机体之间的分配是合理的,缸套凸出机体顶面的量对气缸垫密封压力有一定影响。     

大型风机叶片疲劳加载模式的能耗分析

设计了两套风机叶片疲劳加载试验方案:液压缸强迫加载模式和偏心质量块共振加载模式,并给出了两种模式下的能量耗散方程。采用多级载荷加载试验获得沿叶片展向的挠度分布情况和加载点刚度值,通过叶片的自由衰减试验获得阻尼比值。最后对aeroblade1.5-40.3风机叶片进行1个振动周期的能耗计算,得出在相同振幅下,共振加载模式的能耗小于强迫加载模式能耗的1/3。研究结果为后续的风机叶片疲劳加载试验打下基础。     

柴油机缸盖热-机耦合应力分析

采用有限元分析软件ANSYS,分析了某型柴油机缸盖的温度场分布和缸盖热应力以及缸盖在机械载荷作用下的应力场,然后运用热-机顺序耦合的方法,将热分析结果和机械载荷同时加载于缸盖,研究其在多种载荷作用下的应力场和变形情况.研究结果表明：缸盖温度最高点和热应力最大值出现在火力面鼻梁区;热-机耦合应力作用下,缸盖的最大应力点分布于缸盖螺钉头与螺孔的交界处以及火力面鼻梁区,缸盖承受的最大拉应力未超过材料的许容拉应力;热-机耦合应力作用下,缸盖的变形量很小,对其它零件的装配影响小,缸盖的整体变形呈现出对称性.     

柴油机气缸排气温度与排气管关系的研究

长期以来，气缸排气温度被看作是表征缸内热负荷的参数，各气缸排气温度不相同，被认为是各气缸工作不平衡的反映，在探清真正标志气缸内热负荷的主要内涵。及在各气缸工作平衡的条件下所测得的气缸排气温度也不应相同的机理后，将获得对排气温度的正确概念。这对指导分析柴油机性能和设计增压系统具有重要意义。     

基于热机耦合的气缸盖强度分析

气缸盖在工作过程中受载复杂,包括装配载荷、热载荷和爆压载荷.因此,在有限元分析中需要采用热机耦合的方法才能得到可靠的计算结果.针对耐久性试验中出现的缸盖开裂问题,采用热机耦合方法计算分析了缸盖的温度场、应力场和高周疲劳安全系数.计算结果表明,缸盖确实因存在疲劳安全系数不足而导致开裂.