基于热-机耦合的柴油机气缸套强度研究

为使气缸套的结构设计、制造、强度校核及疲劳寿命分析更加精确化,利用有限元仿真软件,对某型柴油机气缸套在热负荷、机械应力作用下的应力及变形情况分别进行单边界条件计算和热-机顺序耦合计算,并做疲劳分析。结果表明,热-机械顺序耦合下气缸套的最大应力分布于气缸套内表面与上表面交界处,最大值不超过材料的极限应力;气缸套的最小疲劳安全系数满足设计要求,最有可能发生疲劳破坏的部位位于气缸套上部螺栓孔根部所处的高度平面、水套最底面所处平面及气缸套上表面外沿处。     

基于热-机耦合的柴油机气缸套强度研究

为使气缸套的结构设计、制造、强度校核及疲劳寿命分析更加精确化,利用有限元仿真软件,对某型柴油机气缸套在热负荷、机械应力作用下的应力及变形情况分别进行单边界条件计算和热-机顺序耦合计算,并做疲劳分析。结果表明,热-机械顺序耦合下气缸套的最大应力分布于气缸套内表面与上表面交界处,最大值不超过材料的极限应力;气缸套的最小疲劳安全系数满足设计要求,最有可能发生疲劳破坏的部位位于气缸套上部螺栓孔根部所处的高度平面、水套最底面所处平面及气缸套上表面外沿处。     

活塞侧向力作用的船用柴油机噪声预报方法

为解决柴油机振动噪声精确预报方法问题,建立了TBD234V8柴油机机体和油底壳的有限元模型,用模态试验验证了此模型的可靠性,在有限元模型上施加活塞侧向力,进行结构的时域动力学分析,并应用有限元和无限元结合的方法计算模型的辐射声场。在此基础上,对结构进行改进设计,比较了两种结构的机体外声场辐射噪声改变情况。本文提出的分析方法较频域方法与实际工作过程更贴切,可以用于柴油机振动噪声预报。     

基于特征建模的船用柴油机机体强度有限元分析

基于三维造型软件Pro/E的特征建模技术和有限元软件ANSYS的结构分析模块,建立了某6200型船用柴油机机体的有限元模型.采用更符合实际的边界条件施加方法,在螺栓预紧和缸内爆发压力两种工况下对机体进行受力分析,确定了最大应力部位;同时对机体的疲劳安全性进行了校核.分析结果表明,采用此有限元方法可为机体的强度评估和多方案改进设计提供依据.     

某型柴油机活塞三维有限元耦合分析

论文采用有限元软件ANSYS,分析了某型柴油机活塞的温度场和活塞热应力,并通过热-机械顺序耦合的方法,分析其综合应力场。研究结果表明:活塞温度最高点位于燃烧室中心,最高温度低于材料的危险温度;活塞在热应力作用下的最大变形量未超过活塞与缸套的最大配合间隙,但第三道环槽的不圆度达到0.08mm,对活塞的润滑和密封有一定影响;热-机械耦合作用下,活塞应力最大值位于销座与销孔接触面上以及销孔上方销座内侧,可考虑在活塞颈部与活塞销座之间设置加强肋以提高销座的实际承载能力。     

某型船用主机汽缸镶台肩套强度分析研究

某船柴油机由于汽缸体缸套装配凸肩出现严重裂纹,在修理时采用镶套的方法进行了修补,文章根据标准对镶套进行常规强度校核和变形的有限元计算,分析表明整个修理方法完全符合要求。     

基于数值计算的调距桨桨叶强度校核方法

针对复杂的螺旋桨几何外形和载荷分布,为解决其强度校核问题,首先,采用单向流固耦合CFD方法和有限元方法对螺旋桨的结构强度进行计算分析,通过与文献推荐的安全系数进行比较,验证了该方法的合理性;然后,采用此方法对设计的调距桨在设计工况和系柱工况进行强度校核,同时与校核规范进行比较。结果表明,和现有的强度校核规范相比,此方法能提供更多的调距桨结构强度信息。该方法是先求解RANS方程来获取桨模表面的水动力压力系数,然后划分实桨的有限元模型,再把压力系数插值到有限元网格节点上计算得到实桨表面的水动力载荷,同时施加离心力,求解得到最大等效应力和应变,从而计算得到安全系数,可为调距桨的强度研究提供一种数值计算手段。     

流固耦合的船舶结构强度分析

常规方法构建船舶结构有限元模型时,对模型施加的流场绕流压力不充分,导致结构应力应变数值模拟精度较差。针对这一问题,设计流固耦合的船舶结构强度分析方法。建立船舶有限元模型,网格划分船体和流体区域,计算船体波浪水槽参数,模拟船舶航行的绕流场,导入绕流场动压力和静压力,施加流场载荷给船体结构,得到不同受力情况下的应力应变,确定结构强度。设置对比实验,结果表明,设计方法相比常规方法,减少船舶结构最大变形、最大应力值的数值模拟误差,对结构强度的判断更为准确。     

G26柴油机气缸盖强度的有限元分析

为分析G26型柴油机强化后气缸盖的结构强度,对其进行了有限元分析.研究中通过CFD模拟,确定缸盖水套表面换热系数和环境温度等边界条件,并将边界条件映射到有限元模型,计算缸盖稳态温度场.在此基础上,通过加载热负荷和机械负荷分析气缸盖热机耦合应力,并对气缸盖结构强度进行校核,结果表明气缸盖结构满足强度要求.有限元模型中采用10节点四面体二次单元,对危险区域网格单元做了加密处理,并通过Jacobian等参数控制网格质量.     

配气相位对大功率柴油机缸套热负荷影响及优化

以某大功率柴油机缸套为对象,通过GT-Power和ANSYS仿真平台,建立柴油机工作过程仿真模型和缸套热负荷模型,利用硬度塞法验证其热负荷模型的正确性。适当调整进气提前角及滞后角、排气提前角及滞后角等配气相位角,计算分析配气相位对缸套热负荷的影响。利用田口实验设计和方差分析法,制定以不同配气相位角为影响因子的优化匹配方案,进行配气相位对热负荷考核指标权重分析,并进行缸套优化分析。研究表明:确定的缸套热边界条件和仿真模型合理,热负荷计算模型误差较小,排气提前角和进气提前角对缸套热负荷影响权重较大,在功率不低于原标定功率情况下,确定的优化方法可有效降低缸套热负荷指标。     

救生艇用柴油机气缸套温度场的计算与分析

针对柴油机气缸套的热负荷问题,以救生艇用2105柴油机的气缸套为研究对象,建立了气缸套温度场的计算模型,讨论了边界条件,在Fluent软件平台上开展了标准工况下2105柴油机气缸套三维温度场的计算.计算结果表明,等温线的分布是轴对称的,整个温度场分布是由上至下逐渐变低,其中顶面最高,中间冷却水处最低,上部温差沿轴向方向较大,下部温度分布比较均匀;整个缸套温度最高点位于缸套顶部内侧.从计算结果看,该气缸套温度分布合理,最高温度为511 K,热负荷不大.     

船舶主机缸套裂纹起因及其对策

论述船舶主机缸套产生裂纹的原因和易出现裂纹的部位，提出了避免裂纹产生的措施和主机日常管理中应注意的事项，指出合理得当的操作和适当的保养可以避免一些裂纹的产生，延长主机的使用寿命。     

燃油催化剂粉末与柴油机气缸套磨损关系之我见

该文是发表于《船舶工程》１９９８（５）“走出研究柴油机气缸套磨损问题的误区”的续篇,其内容主要是分析了燃油中催化剂要与柴油机气缸套磨损的关系,并提出了进行气缸套磨损研究的新途径。     

表面强化后的柴油机汽缸套/活塞环配副性试验分析

为提高柴油机汽缸套/活塞环摩擦副的耐磨减摩性能,延长其使用寿命,文中对经表面强化后的汽缸套、活塞环进行配副,组成9对摩擦副,通过试验,分析比较各摩擦副的摩擦系数、磨痕宽度、失重3个参数,得出最佳配副性组合为:气环镀CrTiAlN/缸套激光淬火+渗硫.     

客货混装船主机汽缸套严重裂纹原因分析与预防

文章基于一次修理中发现汽缸套严重裂纹的故障,根据汽缸套的结构特点和技术要求,从产品质量、维修工艺、操作使用3个方面分析了汽缸套产生裂纹的原因,提出了预防裂纹产生的措施。     

船舶柴油机气缸内径测量数字仪表的研制

从柴油机气缸套的重要性出发,分析了造成气缸套磨损的各种主要形式.在阐述传统气缸套测量方式缺点的基础上提出了具有较大意义的数字式测量方式,同时给出了相关的设计电路,并进行了系统优化讨论.     

船舶柴油机气缸套凸肩裂纹原因分析

分析柴油机故障中常见的机体裂纹故障原因,认为由于设计缺陷和管理及操作不当,易造成船舶柴油机缸体上的裂纹多发生在气缸套凸肩处。如不及时处理这些裂纹和故障,就会造成缸套的裂纹直至出现缸套漏水等严重后果,针对NANTAIQUEEN轮柴油机对该类型故障的检修提出具体措施。     

船舶主机缸套冷却水温度前馈-反馈控制的研究

根据传热学的相关理论,对船舶主机缸套冷却水系统的传热进行分析,给出了系统的热力动态数学模型.针对目前船舶主柴油机缸套冷却水系统惯性较大,缸套冷却水出口温度经常超调的特点,可以在现有的传统PID反馈控制的基础上,引入以船舶主柴油机输出功率作为反映缸套冷却水热负荷扰动的信号的前馈控制,以减小缸套冷却水出口温度的动态偏差,并利用MATLAB仿真进行了验证.结果表明,前馈-反馈复合控制能有效减小最大超调量和缩短调整时间,改善控制效果.     

主机缸套裂纹和穴蚀的分析与处理

对主机的缸套裂纹故障进行分析和探讨,以期找出避免类似主机缸套裂纹和穴蚀的故障的有效措施。