某八缸柴油機缸蓋熱機械強度有限元耦合分析.pdf

1、氣缸蓋是內(nèi)燃機動力組裝配中最為重要和復(fù)雜的部件之一，也是內(nèi)燃機工作環(huán)境最惡劣的部件。在柴油機工作過程中，氣缸蓋火焰面需要承受缸內(nèi)燃料燃燒產(chǎn)生的高溫，同時，氣缸蓋還要承受巨大的缸內(nèi)爆發(fā)壓力。高溫產(chǎn)生的熱應(yīng)力、缸內(nèi)爆發(fā)壓力、螺栓預(yù)緊力、氣門座過盈力等同時作用在氣缸蓋上，使得氣缸蓋的工作環(huán)境十分復(fù)雜，大大增加了對氣缸蓋分析的難度。
　　本文是對某八缸中速柴油機氣缸蓋進行有限元耦合分析，主要包括三個部分，第一部分是求解氣缸蓋溫度場和熱應(yīng)力

2、，首先，運用Pro/E軟件建立柴油機氣缸蓋的三維實體模型，然后將模型導(dǎo)入有限元軟件ANSYS workbench進行網(wǎng)格劃分和熱邊界條件的設(shè)置，最后計算氣缸蓋的溫度分布，把計算結(jié)果與實際測點溫度進行對比，二者在誤差范圍內(nèi)吻合。第二部分是對氣缸蓋進行熱與機械強度的耦合分析，首先設(shè)置氣缸蓋的約束和力邊界條件，計算機械應(yīng)力對氣缸蓋的影響，然后把熱與機械強度進行耦合計算，得到氣缸蓋的總的等效應(yīng)力分布情況。最后把熱應(yīng)力云圖、機械應(yīng)力云圖、總耦合應(yīng)

3、力云圖進行對比和分析。第三部分我嘗試對氣缸蓋結(jié)構(gòu)做了一些改進，主要改變的區(qū)域是鼻梁區(qū)。
　　計算結(jié)果表明氣缸蓋溫度較高的位置主要是在氣缸蓋火力面兩個排氣道之間的鼻梁區(qū)域，同時排氣道表面的溫度整體較高。氣缸蓋耦合總等效應(yīng)力較高的位置出現(xiàn)在進、排氣門之間的兩處鼻梁區(qū)，偏向于排氣門一側(cè)。把熱應(yīng)力分布圖、機械應(yīng)力分布圖和耦合場應(yīng)力分布圖對比可以發(fā)現(xiàn)熱應(yīng)力對氣缸蓋整體受力分布的影響最大。耦合之后的應(yīng)力并不是簡單把熱應(yīng)力和機械應(yīng)力相互疊加。由