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文檔簡介
1、活塞組是影響柴油機(jī)性能的主要因素之一,其中活塞起到了主導(dǎo)影響作用?;钊诓裼蜋C(jī)中屬于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的零部件,且工作環(huán)境惡劣,因此在活塞的設(shè)計中,除了要考慮動力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性外,還需分析受熱、受力情況,以達(dá)到可靠性的要求。
在柴油機(jī)將燃燒熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的過程中,活塞起著至關(guān)重要的作用,熱載荷帶來的熱變形和應(yīng)力成為活塞破壞的主因。因此,活塞的結(jié)構(gòu)設(shè)計,熱負(fù)荷分析及強(qiáng)度分析在活塞設(shè)計中極為重要。本文對某新開發(fā)的一款國四排放增壓柴油機(jī)
2、活塞進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計,并對其進(jìn)行了熱負(fù)荷分析和強(qiáng)度分析,主要的研究內(nèi)容如下:
(1)根據(jù)某增壓柴油機(jī)型的設(shè)計輸入及活塞的工作條件,進(jìn)行活塞結(jié)構(gòu)設(shè)計,并根據(jù)確定的活塞尺寸使用UG軟件建立了活塞、活塞銷、連桿小頭的實體三維有限元計算模型,利用AVL BOOST軟件的燃燒熱模型計算出活塞外表面熱邊界條件,在ABAQUS有限元分析軟件中進(jìn)行活塞的溫度場計算。
(2)以活塞溫度場理論為依據(jù),充分考慮了熱負(fù)荷理論及傳熱學(xué)理論,使用硬
3、度塞法測量活塞溫度場對活塞有限元溫度場的計算結(jié)果進(jìn)行試驗驗證,并通過活塞溫度場試驗獲取活塞表面關(guān)鍵位置的溫度值,試驗獲得的溫度值與有限元計算獲得的溫度值基本一致。
(3)利用ABAQUS軟件對活塞進(jìn)行強(qiáng)度分析,并完成了活塞的疲勞分析。分別計算活塞的熱應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力和熱機(jī)耦合應(yīng)力,計算活塞在熱應(yīng)力及熱機(jī)耦合應(yīng)力下的形變,得出不同工況下活塞的應(yīng)力值和變形值及危險部位,對活塞設(shè)計起到指導(dǎo)作用。根據(jù)分析結(jié)果,對活塞高溫部位的燃燒室和頂
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