柴油機(jī)缸蓋-缸體的熱-機(jī)械應(yīng)力和疲勞分析研究.pdf

1、本文將CFD和FEA相結(jié)合，提出了完整的利用多場耦合來進(jìn)行缸蓋缸體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和疲勞壽命計(jì)算分析的方法，不僅可以準(zhǔn)確的獲得缸蓋缸體的溫度場和應(yīng)力場，而且可以進(jìn)而獲得疲勞壽命以及安全系數(shù)的分布，最終預(yù)測出缸蓋缸體中存在的危險(xiǎn)區(qū)域，從而提出合理的優(yōu)化和改進(jìn)方案。
　　本文以一臺(tái)車用4缸增壓柴油機(jī)的缸蓋和缸體為研究對象，主要針對其在最高爆壓工況下的結(jié)構(gòu)可靠性來展開模擬分析和試驗(yàn)研究。主要研究內(nèi)容有：缸內(nèi)燃燒和冷卻水套的三維CFD計(jì)算、缸蓋缸

2、體溫度場流固耦合計(jì)算、缸蓋缸體熱-機(jī)械工作應(yīng)力分析、缸蓋和缸體的低周和高周疲勞預(yù)測分析，并進(jìn)行了缸蓋底板溫度測量試驗(yàn)。模擬和試驗(yàn)的結(jié)果表明：缸蓋底板溫度場計(jì)算值與測量值是一致的，高周疲勞計(jì)算預(yù)測的缸蓋排氣側(cè)的一處危險(xiǎn)區(qū)與實(shí)際缸蓋裂紋產(chǎn)生的位置也是一致的。針對原機(jī)存在的裂紋問題，分別從結(jié)構(gòu)和材料兩方面提出了兩種優(yōu)化計(jì)算方案。對比計(jì)算結(jié)果后發(fā)現(xiàn)：增加壁厚之后，裂紋處的應(yīng)力從245MPa下降到230MPa，安全系數(shù)從1.02提高到1.21，而