活塞的三維穩(wěn)態(tài)熱分析及熱強度計算.pdf

1、PA6/280某型柴油機設(shè)計指標是單缸功率由350kW提高至400kW，單缸功率的提高必然增加活塞熱負荷?；钊鳛榘l(fā)動機核心部件，它的設(shè)計是否合理直接關(guān)系到內(nèi)燃機可靠性、壽命、經(jīng)濟性等。因此，對該型柴油機活塞進行熱及強度計算，分析活塞內(nèi)部溫度場、熱應力場的分布情況，從而為解決工程技術(shù)中由于受熱件溫度過高造成的零件破壞問題提供理論依據(jù)。在此基礎(chǔ)上期望對未來的發(fā)動機早期設(shè)計方面作一些有益的探索，減少盲目設(shè)計和實驗成本。 PA6/28

2、0某型柴油機活塞是組合式結(jié)構(gòu)，因此計算中采用序貫耦合方法對溫度場、熱應力場進行求解。應用Pro/E進行建模，通過有限元計算得到活塞三維穩(wěn)態(tài)溫度場。對活塞頂邊界條件的確定上，以Seal-Taylor公式及其實驗數(shù)據(jù)為依據(jù)通過數(shù)值擬和的方法提出適用于280mm缸徑活塞頂換熱系數(shù)的分布函數(shù)?？紤]到活塞的組合式結(jié)構(gòu)，因此對連接螺栓、間隔套和定位銷的溫度場也做了分析。在PA6/280某型柴油機活塞三維穩(wěn)態(tài)溫度場數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上，進一步對該型活塞進

3、行熱應力分析。在分析中各組件采用耦合分析，最終得到了包括活塞頭部、活塞體、連接螺栓、間隔套、定位棒等部件的熱應力及熱變形的分布情況。 活塞熱分析結(jié)果表明：(1)活塞燃燒室喉口處溫度值最高，達到420℃。外冷卻腔局部溫度過高，高溫處達到343℃。第一道環(huán)槽溫度140.4℃，在允許范圍內(nèi)?；钊渌课粶囟戎稻谠试S范圍內(nèi)。(2)熱應力最大值出現(xiàn)在燃燒室喉口、吊裝口處，最大值355.9MPa。其它部位熱應力值均在允許范圍內(nèi)。(3)由熱