柴油機(jī)缸蓋熱負(fù)荷及熱疲勞仿真技術(shù)研究.pdf

1、本文以柴油機(jī)關(guān)鍵受熱結(jié)構(gòu)件-氣缸蓋為研究對(duì)象,采用理論分析、數(shù)值計(jì)算的方法,開展缸蓋熱負(fù)荷仿真技術(shù)研究,建立缸蓋熱負(fù)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(jī)械疲勞壽命的計(jì)算方法。主要工作內(nèi)容包括:
　　 1)建立缸蓋.機(jī)體.缸套裝配體的熱/機(jī)械負(fù)荷仿真方法和評(píng)價(jià)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(biāo)準(zhǔn)的流程控制文件。建立了缸蓋裝配體熱應(yīng)力的分析方法,并形成了標(biāo)準(zhǔn)的流程控制文件。對(duì)缸蓋熱/

2、機(jī)械疲勞的計(jì)算方法進(jìn)行研究,給出了可行的仿真方法和評(píng)價(jià)方法。建立了缸蓋水套內(nèi)流動(dòng)及傳熱的分析方法和評(píng)價(jià)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(jī)體的水套模型,利用stared對(duì)9DF的冷卻系統(tǒng)(缸蓋+機(jī)體)進(jìn)行流體動(dòng)力學(xué)仿真,得到了缸蓋水套的傳熱系數(shù)和壓降。通過對(duì)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?xì)鈧?cè)的熱邊界條件。
　　 3)進(jìn)行缸蓋溫度場(chǎng)計(jì)算,并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)缸蓋熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力的計(jì)算。建立了9DF缸蓋、機(jī)體、螺栓等的模型,并對(duì)9DF缸蓋裝配體進(jìn)行穩(wěn)態(tài)傳熱分析,得到了缸蓋的溫度場(chǎng)分布,計(jì)算結(jié)果表明,缸蓋整體溫度小于380度,滿足設(shè)計(jì)要求。同時(shí)對(duì)9DF缸蓋裝配體進(jìn)行熱應(yīng)力、裝配應(yīng)力和爆發(fā)壓力進(jìn)行分析,得到了缸蓋的應(yīng)力場(chǎng)分布。
　　 4)利用計(jì)算得到的缸蓋熱機(jī)械應(yīng)力結(jié)果對(duì)缸蓋進(jìn)行高周疲勞分析,