| 基于热机耦合的柴油机活塞热应力及疲劳寿命分析 |
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| 引用本文： | 许广举,李铭迪,赵洋,陈庆樟,李学智. 基于热机耦合的柴油机活塞热应力及疲劳寿命分析[J]. 内燃机工程, 2017, 38(2): 96-100 |
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| 作者姓名： | 许广举 李铭迪 赵洋 陈庆樟 李学智 |
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| 作者单位： | 常熟理工学院 汽车工程学院，常熟 215500 |
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| 基金项目： | 国家自然科学青年基金项目（51506011）；江苏省自然科学青年基金项目（BK20160406）； 江苏省高校自然科学研究面上项目（15KJB470001）；苏州市应用基础研究项目（SYG201515） |
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| 摘 要： | 通过建立活塞裙部型线、活塞优化后的燃烧室及内冷油道等的有限元模型,采用PERMAS软件计算了优化后的活塞在标定工况下的温度场和热机耦合应力,分析了活塞的疲劳寿命,并测量了800h热冲击试验后,活塞环槽、活塞外圆尺寸等尺寸和型线的变化情况。结果表明:活塞高温区域主要分布在活塞顶部,最高温度约为301℃,在活塞材料许用范围内;第一环槽的表面平均温度为194℃,低于润滑油结焦温度230℃;增加了20%喷油量时,活塞的表面温度仍可满足设计要求。在活塞受到热机耦合作用时,活塞向主推力面方向倾斜,主推力面受力较大,约为44N/mm2,活塞销座表面最大应力值区域主要分布在后端销孔上侧,约为98N/mm2,应力值均在许用范围内。活塞疲劳寿命最低的部位在活塞燃烧室底部及燃烧室喉口,理论寿命分别为6.9和7.7,800h热冲击试验后,活塞环槽、销孔、活塞环槽底径、活塞外援尺寸等尺寸变化均较小,活塞外圆型线和椭圆型线变化不大,能够满足使用要求。
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| 关 键 词： | 柴油机；活塞；热负荷；疲劳寿命；有限元分析 |
Thermo-Mechanical Analysis of Piston Thermal Stress and Fatigue Life for Diesel Engine |
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| XU Guangju,LI Mingdi,ZHAO Yang,CHEN Qingzhang,LI Xuezhi. Thermo-Mechanical Analysis of Piston Thermal Stress and Fatigue Life for Diesel Engine[J]. Chinese Internal Combustion Engine Engineering, 2017, 38(2): 96-100 |
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| Authors: | XU Guangju LI Mingdi ZHAO Yang CHEN Qingzhang LI Xuezhi |
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| Affiliation: | Department of Automotive Engineering, Changshu Institute of Technology, Changshu 215500, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | diesel engine piston thermal load fatigue life finite element analysis |
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