柴油機缸蓋熱負荷及熱疲勞仿真技術(shù)研究.pdf

1、本文以柴油機關(guān)鍵受熱結(jié)構(gòu)件-氣缸蓋為研究對象,采用理論分析、數(shù)值計算的方法,開展缸蓋熱負荷仿真技術(shù)研究,建立缸蓋熱負荷仿真技術(shù)的基本理論體系、研究方法,研究程序及氣缸蓋熱/機械疲勞壽命的計算方法。主要工作內(nèi)容包括:
　　 1)建立缸蓋.機體.缸套裝配體的熱/機械負荷仿真方法和評價方法。完成了缸蓋裝配體傳熱分析的分析方法,并再此基礎(chǔ)上形成了標準的流程控制文件。建立了缸蓋裝配體熱應力的分析方法,并形成了標準的流程控制文件。對缸蓋熱/

2、機械疲勞的計算方法進行研究,給出了可行的仿真方法和評價方法。建立了缸蓋水套內(nèi)流動及傳熱的分析方法和評價方法。
　　 2)建立缸蓋流.固耦合仿真分析方法,得到缸蓋仿真分析的邊界條件。建立了9DF缸蓋和機體的水套模型,利用stared對9DF的冷卻系統(tǒng)(缸蓋+機體)進行流體動力學仿真,得到了缸蓋水套的傳熱系數(shù)和壓降。通過對氣缸蓋冷卻水套的CFD分析,得到缸蓋內(nèi)水套側(cè)的熱邊界條件。利用CFD軟件與ABAQtJS軟件的接口技術(shù),映射出缸

3、蓋有限元模型中冷卻液側(cè)與燃氣側(cè)的熱邊界條件。
　　 3)進行缸蓋溫度場計算,并進一步實現(xiàn)缸蓋熱應力和機械應力的計算。建立了9DF缸蓋、機體、螺栓等的模型,并對9DF缸蓋裝配體進行穩(wěn)態(tài)傳熱分析,得到了缸蓋的溫度場分布,計算結(jié)果表明,缸蓋整體溫度小于380度,滿足設(shè)計要求。同時對9DF缸蓋裝配體進行熱應力、裝配應力和爆發(fā)壓力進行分析,得到了缸蓋的應力場分布。
　　 4)利用計算得到的缸蓋熱機械應力結(jié)果對缸蓋進行高周疲勞分析,