不同工况下的缸盖低周疲劳对比分析

利用有限元方法,基于sehitoglu低周疲劳损伤模型,针对稳态温度场和瞬态温度场两种工况对某发动机缸盖进行低周疲劳分析对比。分析结果表明,瞬态温度场工况下的缸盖低周疲劳寿命远低于稳态温度场工况下的疲劳寿命。     

排气歧管失效诊断研究

针对发动机开发过程中排气歧管开裂的工程问题,采用Abaqus CAE建立了排气歧管及其相关部件的有限元模型,根据排气歧管裂纹试验规范模拟计算排气歧管瞬态温度场;随后进行排气歧管的瞬态流固耦合分析,计算结果表明排气歧管局部存在塑性应变过大的情况,与裂纹试验中排气歧管开裂位置吻合;经过局部结构优化,最终解决了该排气歧管的开裂问题。     

基于有限元的缸盖低周疲劳寿命仿真分析

对cofiin-manson模型进行修正,通过有限元的方法对整机模型进行分析,得到缸盖的温度场及应力场分布;运用子模型的方法进一步分析缸盖燃烧室部分,针对发动机的典型工况仿真分析缸盖燃烧室的低周疲劳寿命,并找出主要影响参数。     

基于流固耦合方法的某缸盖热机疲劳分析及设计改进

为分析某增压柴油机缸盖排气道侧水套在台架耐久试验中发生多起开裂失效现象的原因,应用FEA-CFD耦合方法对缸盖进行温度场、应力、高周疲劳强度分析。通过仿真找出缸盖结构薄弱区域。温度场计算结果和火力面温度测量结果一致。经过分析,确认开裂区域应力水平过高、安全系数不足是导致缸盖失效的根本原因。对开裂区域结构进行优化,降低其应力水平,提高缸盖的疲劳安全系数,优化后的缸盖通过了试验验证。     

考虑机械约束的气缸盖低周疲劳试验与寿命预测

以某柴油机气缸盖为研究对象，开展了气缸盖低周疲劳试验方法研究和仿真分析评估工作，用以评价气缸盖的低周疲劳寿命。在试验研究中，考虑螺栓预紧载荷，结合刚度匹配计算，使气缸盖在试验状态下的预紧状况与整机接近，在燃气热负荷试验台上对气缸盖开展了2 000次低周疲劳考核，经探伤未发现热裂纹。基于子模型分析技术，运用塑性应变能理论，计算了气缸盖火力面考察点的低周疲劳寿命，分析表明，寿命最低的考察点位于排气鼻梁区，其寿命为2 863次。试验和仿真结果均表明，该气缸盖满足低周疲劳寿命大于等于2 000次的设计要求，验证了气缸盖低周疲劳试验方法的合理性和有限元分析的准确性。     

铸铁试件在热冲击下热疲劳寿命的研究

采用简单的模拟试件进行缸盖常用的铸铁材料在热冲击条件下的低周热疲劳试验,同时建立试件的有限元模型,并运用有限元法对试件进行了温度场和应力与应变场的模拟计算,预测了试件的疲劳寿命.预测的疲劳寿命与试验结果吻合良好,说明模拟计算方法和所建预测模型的正确性.缸盖受到的低周热疲劳损伤与试件所受的热疲劳损伤具有一定的相似性,因此本文中采用的试验与模拟方法也适用于实际缸盖热疲劳寿命的研究.     

热机耦合作用下发动机缸盖结构强度及疲劳研究

以某缸盖为研究对象,开展额定工况下的热平衡试验,并基于流-固耦合方法对水套的流场和缸盖的温度场进行分析。对缸盖由热载荷与机械载荷产生的耦合应力场进行求解,确定缸盖鼻梁区为应力危险点。缸盖爆压工况下的高周疲劳安全系数和起停工况下的低周疲劳寿命计算结果表明:考虑热机耦合与不考虑热机耦合的疲劳计算结果差别很大,热机耦合作用不可忽视。     

基于柴油机考核工况的活塞高周疲劳寿命预测

针对柴油机台架耐久性试验规范规定的柴油机考核方法及工况,建立了多工况循环载荷作用下活塞高周疲劳寿命预测流程;采用Abaqus有限元分析软件建立活塞温度及应力计算模型,通过与试验数据对比进行模型标定,计算了各工况下活塞温度场及应力;采用Femfat软件考虑温度场及各种修正因素的影响对活塞单工况下高周疲劳寿命进行预测,采用双线性累积损伤准则对柴油机考核工况下活塞疲劳寿命进行预测。结果表明:采用双线性累积损伤准则可便捷地进行多工况周期性载荷下活塞高周疲劳寿命预测;活塞冷却油腔位置处寿命最低,但可满足柴油机考核使用要求。     

基于计算机辅助工程技术的柴油机缸盖垫密封性分析

某柴油机缸盖垫在前期通过了面压试验确认,但在可靠性试验中出现缸盖垫开裂现象。利用Abaqus软件建立仿真计算模型,对不同工况下的缸盖垫线压力、波动量进行分析。结果表明,原缸盖垫线压力满足设计要求,但波动量超过了设计限值。随后提出改进方案,并对改进方案,进行仿真分析,最终通过缸盖垫疲劳振动试验验证2种缸盖垫的仿真计算结果。     

基于多通道随机载荷的某车中冷管支架疲劳寿命分析

结合随机振动理论,以某车型中冷管为例介绍了产品在多通道随机激励下的疲劳分析方法,并分析了中冷管支架在多通道随机激励下的疲劳性能,分析结果显示其失效位置与试验中支架开裂情况一致。根据分析结果,对支架结构进行了优化,并重新分析了疲劳寿命,其寿命结果比原模型有显著改进。由于该方法可以方便、有效地进行疲劳计算,且能够得到比较可靠的结果,所以比较适用于汽车结构件的疲劳寿命分析。     

基于整车动力学仿真的后桥壳疲劳寿命分析与改进

针对某越野车在改型过程中后桥壳在台架疲劳试验时出现局部开裂的情况,应用ADAMS/Car建立了整车动力学模型,进行动力学仿真,得出危险工况冲击载荷下桥壳的受力情况.采用ANSYS Workbench对桥壳进行了疲劳寿命计算,结果与试验吻合.分析其存在的不足,并提出了改进方案.对改进后的桥壳再次进行疲劳计算,满足设计要求,试制后进行台架试验,寿命达到国家标准要求.     

考虑焊接螺母的排气管支架疲劳优化研究

针对在四通道液压振动台及试车场路试过程中,某样车排气管支架出现的焊接螺母疲劳开裂问题,在考虑焊接螺母焊点和螺栓预紧力的前提下,建立开裂支架的局部非线性有限元模型,根据Miner线性疲劳累计损伤理论和材料S-N曲线,对正弦信号激励下的排气管支架进行疲劳分析。在此基础上,提出优化方案,进行仿真疲劳寿命预测,并对简化后的局部排气管支架模型进行疲劳验证,优化前后的仿真模型寿命曲线趋势与试验结果基本吻合,危险区域分布与试验一致。针对焊接螺母或者螺栓连接的支架疲劳开裂问题,在考虑螺栓预紧力的基础上,建立局部模型疲劳分析并结合试验验证,提出优化方案解决问题。试验结果表明,该流程方法对解决实际问题具有一定的借鉴意义。     

发动机缸盖开裂原因分析

正重型汽车发动机缸盖开裂是一个普遍问题,缸盖裂纹也是生产中的常见问题,涉及设计、铸造、热处理、原材料、机加工、试验控制等多个方面原因。缸盖开裂原因是多方面的,有设计、铸造及使用上的原因。缸盖开裂原因主要有以下几个方面:①由于浇铸铸件时,合金分布不均使金属内存在应力;②由于交变或脉动的应力作用,导致出现疲劳裂纹,疲劳裂纹逐渐发展,以瞬间裂纹为起点,在周期作用下扩大;③冷却系     

增压器涡轮蜗壳开裂问题研究北大核心

对某车用增压汽油机开发过程中出现的国产涡轮蜗壳开裂问题进行了研究,从材料、生产工艺和设计试验等方面综合分析开裂失效因素,建立蜗壳流固耦合解析模型,应用热-机械疲劳分析方法进行设计优化。先用CFD方法计算得到蜗壳热交换边界,然后求解蜗壳在周期冷热循环中的瞬态温度场,将瞬态温度结果输入FEA模型分析后得到蜗壳在周期冷热循环中的瞬态应变变化。根据应变变化幅度推测热-机械疲劳开裂风险,提出了可取代原进口A3K蜗壳的国产1.4837Nb蜗壳优化新方案,并通过了发动机冷热循环耐久试验。研究结果表明了所建方法对解决蜗壳开裂问题实用可行,能够满足工程要求。     

风冷内燃机缸盖火力面过渡工况下热负荷试验研究

在过渡工况下,发动机受热零件的温度梯度很大,低周热疲劳严重。本文通过对一台小型风冷内燃机气缸盖火力面的温度测量,试验分析了过渡工况下缸盖火力面的温度变化规律,研究了其热负荷状况,并为进一步进行非稳态温度场有限元计算提供真实的边界条件。     

车门开闭耐久仿真分析研究及优化

针对在车门开闭耐久试验过程中,某样车车门出现的焊点疲劳开裂问题,在考虑铰链连接、密封条连接及焊点细化建模的前提下,建立车门开闭耐久仿真有限元模型;根据Miner线性疲劳累计损伤理论,对车门开闭模型进行疲劳仿真分析,找出结构设计的风险点。在此基础上,提出优化方案,进行仿真疲劳寿命预测,最终通过试验验证了优化方案的有效性。提出了一种针对车门开闭耐久试验中焊点开裂的疲劳分析优化方法,可以在产品设计开发阶段,准确地发现问题并快速解决问题,可以缩短开发周期,节省开发费用,具有一定的工程实用价值。     

气缸盖疲劳开裂载荷机理分析与研究

以某柴油机气缸盖为研究对象,针对其在试验过程中出现的开裂问题,利用仿真分析手段,从冷却流场、温度场、应力、变形、疲劳安全系数等多个维度对气缸盖的受力状态进行评估,以探寻导致该气缸盖失效的载荷作用机理和疲劳开裂机制.研究结果表明,仿真评估模型中疲劳安全系数最低的区域与实际使用过程中的开裂位置一致,该区域在温度载荷和气体力载荷构成的疲劳循环载荷作用下发生开裂.     

动力电池框振动台架研究与应用

针对动力电池框在整车试验中的疲劳开裂问题,分析开裂原因,进行设计改进,并对改进后的结构进行台架快速试验验证。文章通过仿真,在常规的试验载荷谱压缩基础上,制定载荷谱强化系数,从而得到一种不依赖于经验的振动台架耐久载荷谱制定方法。结果表明:动力电池框原始方案疲劳仿真开裂部位与道路试验开裂部位一致;疲劳仿真开裂寿命与整车试验的误差在允许范围内。新方案改进效果明显,寿命满足耐久性要求;动力电池框改进方案疲劳仿真寿命与台架试验结果相吻合。结果表明,所采用的仿真制定振动台架耐久载荷谱方法可行。     

高强化柴油机铸铁缸盖承载特性研究

研究了某柴油机铸铁缸盖结构温度和应力随时间的变化行为,明确热-机械载荷作用下缸盖的承载规律,为缸盖寿命预测模型建立提供依据。首先建立了缸盖有限元分析模型,利用实测温度和应力数据对模型进行了标定,进而基于该模型计算了标定工况及怠速与标定工况交替变化条件下缸盖温度和应力的变化规律。仿真结果表明:缸盖最高温度和最大热应力出现在鼻梁区域;在工作循环内,缸盖火力面温度波动幅值在30℃以内,由此引起的波动热应力相对定常热应力较小,但相对高频气体应力较大,故在火力面高周疲劳校核过程中必须考虑其带来的影响;在怠速和标定转速交替变化工况下,鼻梁区载荷变化最明显,温度与应力呈现反相状态,应力幅值较高,该区域易发生低周疲劳损伤。     

发动机水泵叶轮疲劳开裂力学模型分析

某汽车发动机在整车高速试验和台架可靠性耐久试验中,有几台次相继出现了水泵叶轮疲劳开裂的问题,同时伴有叶轮和壳体气蚀现象。经过对两种失效现象及其分布特征进行综合分析,认为在特定工况下水泵内压水流紊乱导致了叶片特定部位和局部壳体水流过速并产生气蚀,同时衍生了叶轮的不合理弯曲疲劳载荷,导致叶轮疲劳开裂。