柴油机活塞的热机耦合计算研究

应用ANSYS分析软件,对某柴油机活塞的换热边界条件进行研究分析,以活塞表面的整个循环过程中的燃气温度和燃气传热系数以及缸套冷却水的温度和传热系数为第三类边界条件进行设置,计算得到活塞的三维稳态温度场分布规律.结果表明,该活塞顶部最高温度是519.9K,位于燃烧室偏置一侧的喉口上沿处,热负荷不高.以此为基础,计算了在标定工况下,该活塞在机械负荷和热负荷的热机耦合共同作用的应力和应变,最大耦合等效应力184MPa出现在活塞销座与销接触面上的上方销座内侧.     

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.     

内燃机缸压调整后活塞的优化设计

内燃机是大多数机动交通工具动力的直接来源,其各方面的指标参数关系到整体性能的发挥。比如内燃机缸压,就是一个非常重要的指标参数,影响到内燃机的燃烧效率和转化效率。通常情况下,如果内燃机的缸压不合适可以进行必要的调整,但在调整缸压后,相应的其他部件的参数也需要随之做出调整。尤其是内燃机活塞,必然要受到缸压调整的影响,需要进一步优化设计。本文结合对某柴油内燃机的缸压调压试验,对活塞进行了优化设计,利用AT-Pistions软件对活塞优化调整过程中的性能进行了仿真分析,获得实验数据,最终得出结论。     

基于热机耦合分析降低气缸体顶面温度优化设计

发动机气缸体顶面的温度对缸垫的密封及可靠性有很大影响,为了降低气缸体顶面两缸之间的温度,对发动机水套进行了优化设计,通过CFD的方法对各方案的压力、流速和换热系数进行了对比,分析表明一种浅“V”形的水套结构在整机水套阻力增加不大的情况下,两缸间的水套流速增大到3m/s,换热系数达16000W/(m²K),通过热机耦合的方法对气缸体的温度进行分析,结果表明采用浅“V”形的水套,气缸体顶面的温度降低了14.21~23.76℃,为后续气缸体的结构设计提供了一定的参考。     

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。     

某发动机机体热机疲劳及缸孔变形分析

建立有限元前处理网格模型,定义模型边界、加载载荷等。建立Boost热力学模型,为CFD进行燃烧分析提供流量及压力边界。通过CFD计算水套的温度、燃烧式的气体温度及热交换系数,为缸体、缸套、缸盖等提供温度场映射边界条件。使用Abaqus计算零件的温度场和螺栓预紧力、爆发压力工况,进行无温度加载和热固耦合计算。     

计及缸壁侧压力的活塞瞬态耦合有限元分析

为研究缸壁侧压力对活塞强度等的影响,利用有限元法分析缸壁侧压力的活塞瞬态耦合应力及变形.首先建立某型发动机活塞三维几何模型,利用ANSYS软件建立相应的有限元模型,再分析活塞工作工况,得到活塞热边界及力边界条件.最后利用ANSYS软件进行热分析以及瞬态耦合分析,得到活塞的温度场、热应力、瞬态耦合应力及变形.结果表明缸壁侧压力增大了活塞变形量并产生应力脉冲,影响非常明显.该结果可为发动机活塞优化设计提供参考.     

内燃机缸套热机耦合分析系统的开发

为研究不同种类缸套在内燃机中受温度、气体爆发压力与螺栓预紧力等不同因素的影响,现采用Java平台,结合ANSYS参数化编程模块APDL来进行软件的二次开发,设计出一套内燃机缸套的热机耦合分析系统。该系统针对不同种类缸套建立相应的ANSYS命令流模板,通过可视化的简单界面操作,可实现对缸套进行快速建模、划分网格、加载载荷、计算和显示结果等功能。以某型号柴油机干式为对象,进行了缸套热机耦合实例分析,验证了该系统的有效性和结果的准确性。     

基于有限元的制动器活塞优化设计

制动器活塞是乘用车自动变速箱的常用组件之一,它将液压力转化成沿轴向运动的制动推力。本文建立制动器活塞工作过程的有限元模型,预测了制动器活塞橡胶部分的失效形式,实验证实了分析结果的可靠性。根据有限元结果,完成制动器活塞结构的优化设计,通过实验证明优化后的活塞设计满足了功能要求。     

发动机缸孔气动测量系统

非接触气动测量心轴测量发动机缸孔孔径，可避免划伤珩磨后的精加工内孔。测量系统由气电转换器将气压测量信号转换为电信号，计算机显示测量数据，并显示工件合格与否。     

高速主轴轴承系统热机耦合动力学的研究

从轴承热动态特性,以及主轴-轴承系统的热动力学动态特性等角度,综述相关理论的研究进展以及影响电主轴工作性能的若干关键因素.     

轿车制动钳总成的缸孔与活塞间隙匹配设计

针对球磨铸铁件材料的制动钳总成在低纬度地区高温工作环境中的可靠性和综合性能进行优化设计,减小因环境温度变化大对制动性能影响,提高制动钳总成的综合性能和使用寿命。     

基于SolidWorks的柴油机活塞的优化设计

活塞是发动机中承受热载荷并将热能转换为机械能的主要部件,其设计质量及工作的可靠性、耐久性直接关系到发动机整体性能的优劣。针对实际工作中活塞是在热负荷和机械负荷两种负荷共同作用下工作的,承受复杂应力应变的情况,以降低冷却油温度、提高活塞使用寿命、为企业节约成本为目的,采用有限元分析工具SolidWorks,模拟活塞的三维温度场分布情况、应力场与应变场,并对模型的几个接触面进行了详细的仿真分析。仿真结果的分析对比,为活塞的结构设计和改进提供了重要依据。     

基于Pro-Mechanica的四缸车用高速发动机平衡系统优化设计

针时四缸车用高速发动机的平衡问题,建立了平衡系统评价模型。采用Pro-Engineer软件对运动件进行精确建模,采用Pro-Mechanica模块时曲轴、活塞、连杆、双平衡轴组成的运动系统进行精确的运动分析,得出系统惯性力及力矩的平衡情况。应用该评价模型对自主开发的486QE发动机的平衡机构进行了优化设计,快速达到平衡系统的设计目标值。     

基于热机耦合强度的高温合金气缸盖设计

针对发动机功率密度进一步提升的设计要求,气缸盖的服役工况更加恶劣,气缸盖的最高温度和应力已经超过了传统气缸盖材料的许用极限,发动机的可靠性和功率密度的提升受到了制约。高温合金材料具有优异的高温强度、抗氧化和抗热腐蚀等优良的综合性能,本文运用经验设计和正交实验方法,基于热机耦合强度分析,设计了一种高温合金(GH4169)气缸盖。气缸盖采用3D打印成型,并进行了单缸机试验验证,满足设计要求。     

发动机缸孔气动在线测量系统

气动测量芯轴和差压式回路组成气动测量系统，应用于发动机缸体自动生产线，可在线测量缸孔孔径。     

压力机平衡缸活塞的堆焊

活塞是小松压力机平衡缸上的一个重要部件,根据设计要求,需要在圆周面上一定范围内堆焊一层铜。过去我们采用手工电弧焊工艺用铜焊条进行焊接,经试焊发现不但生产效率低,而且质量很差,容易出现夹渣、气孔和未熔合等缺陷,经常造成成批返修。为此,我们经反复实践,决定采用气体保护焊工艺。 实践证明,采用新工艺不但提高了生产效率和     

珩磨缸孔测量系统的总体研发

通过分析测量现状和珩磨工艺缺陷,研发出一体式在线测量系统及相对应的快速测量方法。新型一体式测量系统与传统测量系统相比,对同一缸孔的测量结果一致,但具有定位控制方便、接触面贴合紧密、一次装夹误差小等特点,同时缩短了测量时间,减小了测量占用空间,能够精确地实现在线快速检测。     

活塞的初步优化设计

活塞是发动机的主要零部件,利用SolidWorks的COSMOSXpress插件,在设计中对其进行有限元分析,找出强度设计的不足。然后再利用SolidWorks自身功能修改参数,完成对活塞的初步优化。