天然氣發(fā)動機氣缸蓋熱-機械強度有限元分析.pdf

1、　　本文研究的Phaser210TiN天然氣發(fā)動機是在Phaser230Ti柴油機的基礎(chǔ)上改造開發(fā)出來的。通過對天然氣發(fā)動機進行500小時耐久性試驗，針對可靠性試驗中出現(xiàn)的氣缸蓋火力面裂紋等問題及天然氣發(fā)動機存在熱負(fù)荷偏大的現(xiàn)象，本文采用有限元軟件 ABAQUS 對天然氣發(fā)動機的氣缸蓋進行了熱-機械耦合強度分析。
　　本文利用ABAQUS有限元軟件結(jié)合相關(guān)試驗結(jié)果主要進行了以下幾方面的工作：
　?、艑⒏咨w的實體模型通過相

2、關(guān)軟件導(dǎo)入ABAQUS中，并利用試驗以及計算給定邊界條件，進行網(wǎng)格劃分，完成復(fù)雜的前處理過程。
　?、仆ㄟ^數(shù)值模擬運算求得缸蓋的溫度場、熱應(yīng)力場、熱機耦合場等，計算結(jié)果顯示缸蓋裂紋產(chǎn)生的原因主要是熱負(fù)荷較大，缸蓋最大應(yīng)力值產(chǎn)生在缸蓋鼻梁區(qū)靠近進氣閥處，以及進排氣閥中間的區(qū)域，其位置與試驗中缸蓋裂紋所在區(qū)域相一致，從而驗證了模擬的準(zhǔn)確性。
　　⑶針對影響缸蓋溫度的各項因素，通過對氣缸蓋施加不同換熱系數(shù)和環(huán)境溫度對其溫度場和

3、應(yīng)力場進行了較詳細(xì)的模擬，并對結(jié)果進行了分析。
　　⑷根據(jù)分析結(jié)果，提出可以通過優(yōu)化進排氣道以及燃燒室表面，改進氣流等相關(guān)參數(shù)，最終達(dá)到降低缸蓋熱負(fù)荷的目的，對氣缸蓋的優(yōu)化改造提供了指導(dǎo)。
　　在利用ABAQUS軟件進行模擬的過程中，針對前處理階段耗時較長的問題，通過對python語言的學(xué)習(xí)，利用ABAQUS軟件提供的相關(guān)接口，進行軟件二次開發(fā)方面的研究。編寫了自動化導(dǎo)入材料數(shù)據(jù)庫以及螺栓模型自動化建立的相關(guān)模塊，在實際