基于试验载荷谱的气缸盖失效机理仿真分析

针对某型高强化柴油机铸铝气缸盖在台架试验中多次发生水腔与气道壁之间贯穿性断裂的问题,采用Abaqus有限元软件分析了气缸盖失效部位的温度场和热机耦合应力场及其基于试验载荷谱的时变规律,采用疲劳寿命预估理论对影响该型气缸盖疲劳寿命的主要因素进行了对比分析。结果表明,喷油器压紧力矩过大和铸造残余应力分散性大是造成该型气缸盖在水腔与气道壁之间断裂的根本原因,适当减小喷油器压紧力矩和控制气缸盖失效部位的铸造残余应力将大幅提高该型气缸盖的耐久性。     

柴油机气缸盖的耦合场分析及应用

应用现代设计方法实现了柴油机气缸盖流场、温度场、应力场的耦合分析,探索了柴油机热、流、固耦合计算的一般方法和具体实施技术。考察了关键结构对气缸盖温度及应力大小和分布的影响程度,并且就缸盖入口流量对缸盖冷却的影响进行了分析。     

微型电动车轮毂电机的磁热耦合分析

针对温度变化对微型电动车轮毂电机工作性能和使用寿命的影响,提出了一种磁热耦合分析方法,并对轮毂电机进行了磁场和热场分析.采用Ansoft Maxwell软件建立了轮毂电机的有限元仿真模型,并通过仿真获得了其内部复杂磁通密度云图和磁力线分布图.建立了湿度场的数学模型,计算了绕组损耗、定转子铁损和永磁体的涡流损耗,并以此耦合到温度场作为热源.采用Ansys Workbench软件,计算了轮毂电机稳态温度场和各部件的温度分布以及起动过程中定子铁芯与转子铁芯瞬态温度曲线.仿真结果与试验实测温度值基本一致,表明采用磁热耦合方法分析轮毂电机的热源分布与温度分布准确可行,可为今后的轮毂电机优化设计提供基础.     

基于CFD的混合动力车用镍氢电池散热系统研究

通过镍氢电池产热模型、热交换模型、三维CFD模型和边界条件的建立,分析和预测了镍氢电池散热结构的流场状态和温度场,分析了温度场不均匀的影响因素,并通过仿真计算和结构优化,提出了一种性能良好的镍氢电池散热结构方案.     

特种车辆重载电动轮用轮毂电机热特性分析及冷却水道优化

为了准确分析轮毂电机温度场,基于电磁场有限元分析,采用考虑旋转磁化及谐波磁场的方法计算铁耗,并计算了轮毂电机各部件生热率。采用基于有限体积法的流固耦合分析和基于热网络法的磁热耦合分析,分别计算了额定工况下轮毂电机温度场,将轮毂电机温升试验和仿真结果进行了对比。结果表明,基于有限体积法的流固耦合分析得出的绕组稳态温度计算误差为1.8%,基于热网路法的磁热耦合分析计算误差为2.5%,验证了两种温度场分析方法的正确性。对不同结构冷却水道的热阻和压降进行了理论分析,基于Pareto遗传算法对螺旋型水道进行多目标优化,在保证额定工况电机稳态温升基本不变的情况下使水道压降降低了22.9%。     

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...     

某改型汽油机机体热负荷分析

通过建立的气缸盖、机体和冷却水耦合计算模型,使用直接耦合法,利用CFD软件计算了机体温度场。计算结果显示,将汽油机原有的2气门配气机构改为4气门后,随着热负荷的加大,机体最高温度升高了22.1℃。并以此温度场为边界条件,利用FEA软件计算了机体热应力和热变形。结果表明,在只有热负荷作用时,改型后机体受到的最大热应力由51.0 MPa增加到60.2 MPa,最大热变形由0.27 mm增加到0.37 mm。     

热固耦合条件下气缸盖结构可靠性设计分析

以发动机气缸盖为研究对象,通过故障模式分析找到关键故障模式,借助有限元仿真进行温度场、应力场的耦合分析,基于响应面法给出热固耦合条件下结构可靠性模型,应用一次二阶矩法求解了气缸盖的结构可靠性,并给出各随机因素对气缸盖结构可靠性的灵敏度.该方法适用于气缸盖度相似构件的改进设计及分析.     

齿轮飞溅润滑与温度场仿真分析研究

以飞溅润滑复杂齿轮箱(某6挡车用变速器)为研究对象,对其内部飞溅润滑流场和温度场进行仿真分析。首先进行复杂齿轮箱内部流场的数值模拟,并与相关试验结果对比,验证了该齿轮箱流场仿真的准确性;然后对齿轮和轴承的发热准确计算及热源准确施加进行了研究,以箱体稳定的内部流场分析为基础,进行了齿轮箱温度场的仿真分析。分析结果表明,该齿轮箱内部部分齿轮和轴承的温度偏高,从其内部流场的分布给予了解释,并提出了改进建议。     

基于一阶法的活塞温度场分析与优化研究

通过柴油机工作过程模型及各区域传热系数经验公式确定了活塞温度场计算的边界条件,结合一阶优化算法应用有限元软件计算分析了标定工况下该活塞的温度场分布,并通过试验数据验证了计算方法的可行性.应用此方法预测分析了柴油机最大扭矩工况下活塞的温度场分布,结合两种工况下的计算结果对活塞顶进行了优化改进,并对改进后的活塞温度场进行了仿真计算,结果显示改进后活塞的温度场基本保持稳定且消除了结构原因造成的局部温度梯度偏大的问题.     

基于瞬态响应的柴油机缸盖多轴应力分析

为了给缸盖的疲劳寿命预测提供准确的边界条件,以某型柴油机缸盖为研究对象,运用Ansys有限元分析软件,采用直接积分法对其进行了标定工况的瞬态计算,并将计算结果与有限元静力学分析结果进行了对比。考察瞬态计算得到的应力多轴状态,研究高应力梯度部位多轴应力的变化趋势,结果表明:气缸盖在工作时,结构上的多轴比例载荷与多轴非比例载荷状态共存。     

柴油机缸体—缸套—缸盖—冷却水整体耦合传热仿真研究

采用CFX软件,对由缸体—缸套—缸盖—冷却水组成的系统进行耦合传热分析研究,探索了柴油机整机模拟技术的难点和重点。对耦合系统在标定工况下进行计算,得出了柴油机缸盖、缸套的温度场以及冷却水的流场,提出了冷却水道的改进措施。     

DL59天然气发动机冷却水套流动与传热仿真分析

应用商用计算流体力学软件Fluent对某天然气发动机冷却水套进行了模拟计算,得出了缸体、缸盖水套内的冷却液流场分布以及压力损失。水套总压损失的计算结果为43.72kPa,缸体水套冷却液流速0.7m/s以上,缸盖水套冷却液流速0.5m/s以上,均符合流速准则。热负荷较高区域的传热系数也满足要求。     

基于ABAQUS汽车发动机缸体缸盖温度场分析

为了在发动机开发初期了解发动机各结构的温度分布情况,文章采用有限元的方法对某发动机进行温度场分析。先运用Fire软件计算近壁面的温度场及流场,然后将温度以及换热系数映射到结构网格的单元上,再利用ABAQUS进行结构的温度场分析。通过对结果的分析发现,气缸盖的鼻梁区部分温度较高,但所有部件的温度均未超过材料的极限值,整个发动机的温度场分布较合理。     

柴油机气缸盖热负荷仿真分析

以某6V110高强化柴油机为研究对象,建立单排冷却水套流场分析模型,确定冷却效果最差的一缸。考虑材料塑性因素,建立该气缸盖流固耦合和结构分析模型,研究热应力的分布特点。结果表明,该气缸盖火力面最大应力及塑性应变均出现在排气道与气门交汇处,排气门侧发生疲劳破坏的可能性较大,与试验结果相符。基于流固耦合计算模型,采用正交设计方法研究了影响气缸盖热负荷的因素,燃气温度和冷却水流量是影响热负荷的主要因素。     

V型多缸柴油机冷却系统流动不均匀性研究

采用SolidWorks建立某V型多缸柴油机冷却系统的水路三维模型,利用FLUENT软件对冷却系统中水路的流动进行了三维仿真计算,分析了冷却系统在不同发动机入口流量情况下左右两排气缸流量的差异及单排气缸中通过各缸盖的流量不均匀性变化规律.结果表明:随发动机入口总流量的增加,左排气缸冷却液流量与右排气缸冷却液流量分配的差异减小,趋于均匀;单排气缸中,通过各缸缸盖的流量绝对值差异随总流量的增加而增加,但不均匀度变化较小.     

基于矢量法的气缸盖水腔流场数值分析

利用CFD软件STAR-CD对同种型号4缸柴油机两种不同结构的气缸盖冷却水腔进行速度场的模拟分析比较,分别得出了具有切向进气道和螺旋进气道气缸盖冷却水腔的速度分布特点,采用一种新方法对多个切面进行速度矢量的比较,速度场更加直观,由此判定两种结构的气缸盖水腔在速度分布方面的优缺点及其对温度分布的影响。