| 基于流固耦合传热的柴油机铝活塞疲劳寿命预测与优化设计 |
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| 引用本文： | 白高俊,雷基林,邓伟,周毅,袁晓麒,承宁.基于流固耦合传热的柴油机铝活塞疲劳寿命预测与优化设计[J].昆明理工大学学报(理工版),2022(2):142-150. |
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| 作者姓名： | 白高俊 雷基林 邓伟 周毅 袁晓麒 承宁 |
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| 作者单位： | 1. 昆明理工大学云南省内燃机重点实验室;2. 无锡华星机电制造有限公司 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金项目(51665021)； |
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| 摘 要： | 为了准确预测活塞疲劳寿命，提高活塞工作可靠性和使用耐久性，以某型号高强化柴油机为研究对象，结合活塞头部工作温度测试，建立了基于流固耦合传热的活塞疲劳寿命预测有限元仿真模型，计算分析了活塞的疲劳寿命；采用单因素扫值法研究了内冷油腔距活塞顶面距离、销座长度、燃烧室喉口圆角半径以及销孔直径4个主要结构参数对活塞疲劳强度的影响关系和变化规律.以内冷油腔距活塞顶面距离、销孔直径、燃烧室喉口圆角半径为优化变量，以活塞疲劳寿命为优化目标建立了响应面优化设计模型，优化了活塞主要结构参数.研究结果表明：减小内冷油腔距离活塞顶面距离，增加燃烧室喉口圆角半径和销孔直径，能有效改善活塞的热机负荷，提高疲劳寿命；通过优化响应面，在最优方案内冷油腔距活塞顶面距离35 mm、销孔直径54 mm、燃烧室喉口圆角半径2 mm下，活塞疲劳寿命提高18.9%.
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| 关 键 词： | 柴油机 铝活塞 流固耦合 疲劳寿命 优化设计 |
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