某八缸柴油機(jī)缸蓋熱機(jī)械強(qiáng)度有限元耦合分析.pdf

1、氣缸蓋是內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力組裝配中最為重要和復(fù)雜的部件之一，也是內(nèi)燃機(jī)工作環(huán)境最惡劣的部件。在柴油機(jī)工作過程中，氣缸蓋火焰面需要承受缸內(nèi)燃料燃燒產(chǎn)生的高溫，同時(shí)，氣缸蓋還要承受巨大的缸內(nèi)爆發(fā)壓力。高溫產(chǎn)生的熱應(yīng)力、缸內(nèi)爆發(fā)壓力、螺栓預(yù)緊力、氣門座過盈力等同時(shí)作用在氣缸蓋上，使得氣缸蓋的工作環(huán)境十分復(fù)雜，大大增加了對(duì)氣缸蓋分析的難度。
　　本文是對(duì)某八缸中速柴油機(jī)氣缸蓋進(jìn)行有限元耦合分析，主要包括三個(gè)部分，第一部分是求解氣缸蓋溫度場和熱應(yīng)力

2、，首先，運(yùn)用Pro/E軟件建立柴油機(jī)氣缸蓋的三維實(shí)體模型，然后將模型導(dǎo)入有限元軟件ANSYS workbench進(jìn)行網(wǎng)格劃分和熱邊界條件的設(shè)置，最后計(jì)算氣缸蓋的溫度分布，把計(jì)算結(jié)果與實(shí)際測點(diǎn)溫度進(jìn)行對(duì)比，二者在誤差范圍內(nèi)吻合。第二部分是對(duì)氣缸蓋進(jìn)行熱與機(jī)械強(qiáng)度的耦合分析，首先設(shè)置氣缸蓋的約束和力邊界條件，計(jì)算機(jī)械應(yīng)力對(duì)氣缸蓋的影響，然后把熱與機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)行耦合計(jì)算，得到氣缸蓋的總的等效應(yīng)力分布情況。最后把熱應(yīng)力云圖、機(jī)械應(yīng)力云圖、總耦合應(yīng)

3、力云圖進(jìn)行對(duì)比和分析。第三部分我嘗試對(duì)氣缸蓋結(jié)構(gòu)做了一些改進(jìn)，主要改變的區(qū)域是鼻梁區(qū)。
　　計(jì)算結(jié)果表明氣缸蓋溫度較高的位置主要是在氣缸蓋火力面兩個(gè)排氣道之間的鼻梁區(qū)域，同時(shí)排氣道表面的溫度整體較高。氣缸蓋耦合總等效應(yīng)力較高的位置出現(xiàn)在進(jìn)、排氣門之間的兩處鼻梁區(qū)，偏向于排氣門一側(cè)。把熱應(yīng)力分布圖、機(jī)械應(yīng)力分布圖和耦合場應(yīng)力分布圖對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)熱應(yīng)力對(duì)氣缸蓋整體受力分布的影響最大。耦合之后的應(yīng)力并不是簡單把熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力相互疊加。由