柴油機(jī)鋁合金氣缸蓋多場(chǎng)耦合強(qiáng)度分析.pdf

1、對(duì)于柴油機(jī)缸蓋這樣承受很大熱負(fù)荷的發(fā)動(dòng)機(jī)主要零件，其熱負(fù)荷和熱強(qiáng)度問題對(duì)于提高柴油機(jī)耐久性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性具有重要意義。在大型柴油機(jī)的研制過程中，柴油機(jī)的性能指標(biāo)容易達(dá)到設(shè)計(jì)要求，但其使用壽命和工作可靠性難以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，尤其是氣缸蓋在工作過程中會(huì)由于外載荷的作用而發(fā)生破壞。 氣缸蓋是對(duì)柴油機(jī)性能影響很大的關(guān)鍵部位，也是柴油機(jī)中工作條件最為惡劣的部位。氣缸蓋在柴油機(jī)工作時(shí)承受螺栓預(yù)緊力以及燃?xì)獾母邷馗邏鹤饔?，并由于其幾何形狀十?/p>

2、復(fù)雜，導(dǎo)致熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力分布很不均勻，很容易發(fā)生破壞，因此，分析氣缸蓋在外載荷作用下的溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)和變形情況對(duì)優(yōu)化柴油機(jī)設(shè)計(jì)具有重要意義。 本文利用Pro/E軟件對(duì)某柴油機(jī)部件進(jìn)行三維實(shí)體建模，包括缸蓋、缸套、機(jī)體、螺栓、水腔、氣道和氣門座圈，使用ANSYS軟件建立了熱—機(jī)耦合分析所需的固體域網(wǎng)格，使用Gambit建立了CFD分析所需的流體域網(wǎng)格。使用CFD軟件FLUENT對(duì)柴油機(jī)的冷卻水腔進(jìn)行了流場(chǎng)分析，得到了冷卻水腔的換

3、熱系數(shù)分布。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，確定了缸蓋溫度分析的第三類邊界條件，對(duì)缸蓋進(jìn)行了熱傳導(dǎo)分析，得到了符合實(shí)測(cè)點(diǎn)溫度的溫度場(chǎng)。將計(jì)算得到的溫度場(chǎng)結(jié)果作為溫度載荷，并考慮螺栓預(yù)緊力和燃?xì)獗l(fā)壓力的作用，通過定義各部件之間的非線性接觸關(guān)系，最終得到計(jì)算所需的模型，而后計(jì)算出缸蓋熱-機(jī)耦合應(yīng)力，并且對(duì)比了氣門座圈與缸蓋之間采用兩種不同的接觸方式所計(jì)算的熱-機(jī)耦合應(yīng)力結(jié)果，最后評(píng)估了發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)-停車的過程中受到低周疲勞損傷以及低周疲勞壽命。計(jì)算結(jié)果表明氣