天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋熱-機(jī)械強(qiáng)度有限元分析.pdf

1、　　本文研究的Phaser210TiN天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)是在Phaser230Ti柴油機(jī)的基礎(chǔ)上改造開(kāi)發(fā)出來(lái)的。通過(guò)對(duì)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行500小時(shí)耐久性試驗(yàn)，針對(duì)可靠性試驗(yàn)中出現(xiàn)的氣缸蓋火力面裂紋等問(wèn)題及天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)存在熱負(fù)荷偏大的現(xiàn)象，本文采用有限元軟件 ABAQUS 對(duì)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋進(jìn)行了熱-機(jī)械耦合強(qiáng)度分析。
　　本文利用ABAQUS有限元軟件結(jié)合相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果主要進(jìn)行了以下幾方面的工作：
　?、艑⒏咨w的實(shí)體模型通過(guò)相

2、關(guān)軟件導(dǎo)入ABAQUS中，并利用試驗(yàn)以及計(jì)算給定邊界條件，進(jìn)行網(wǎng)格劃分，完成復(fù)雜的前處理過(guò)程。
　?、仆ㄟ^(guò)數(shù)值模擬運(yùn)算求得缸蓋的溫度場(chǎng)、熱應(yīng)力場(chǎng)、熱機(jī)耦合場(chǎng)等，計(jì)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(jìn)氣閥處，以及進(jìn)排氣閥中間的區(qū)域，其位置與試驗(yàn)中缸蓋裂紋所在區(qū)域相一致，從而驗(yàn)證了模擬的準(zhǔn)確性。
　　⑶針對(duì)影響缸蓋溫度的各項(xiàng)因素，通過(guò)對(duì)氣缸蓋施加不同換熱系數(shù)和環(huán)境溫度對(duì)其溫度場(chǎng)和

3、應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行了較詳細(xì)的模擬，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析。
　?、雀鶕?jù)分析結(jié)果，提出可以通過(guò)優(yōu)化進(jìn)排氣道以及燃燒室表面，改進(jìn)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(duì)氣缸蓋的優(yōu)化改造提供了指導(dǎo)。
　　在利用ABAQUS軟件進(jìn)行模擬的過(guò)程中，針對(duì)前處理階段耗時(shí)較長(zhǎng)的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)python語(yǔ)言的學(xué)習(xí)，利用ABAQUS軟件提供的相關(guān)接口，進(jìn)行軟件二次開(kāi)發(fā)方面的研究。編寫(xiě)了自動(dòng)化導(dǎo)入材料數(shù)據(jù)庫(kù)以及螺栓模型自動(dòng)化建立的相關(guān)模塊，在實(shí)際