考虑进气冷却的柴油机活塞温度场分析

考虑进气过程对缸内气体温度和活塞顶面温度分布的影响,通过柴油机缸内燃烧过程仿真获得活塞顶岸对流传热系数、燃气温度曲线以及活塞组热边界条件,进行了柴油机冷起动和标定工况下的活塞温度场分析,利用活塞测温试验对仿真分析结果进行了验证。结果显示,考虑进气冷却影响的活塞温度场计算结果精度较高,与实测特征点温度的相对误差在6%以内,为活塞应力应变分析和结构优化设计提供了准确的边界条件和有意义的参考。     

增压柴油机内冷油腔活塞结构分析及评价

以增压柴油机振荡内冷却油腔活塞非对称性结构为研究对象,构建了全活塞-活塞销-连杆小头的有限元接触模型,分析了活塞工作条件下的导热耦合关系。确定了当量换热边界条件;进行了在机械-热负荷联合作用下的结构应力及变形分析;为直观反映温度因素对活塞结构强度的影响,提出了对结构应力合理表述的应力-温度散点图评价方法;在此基础上对原有的活塞结构进行了改进。     

柴油机活塞内冷油道CAE优化设计

本文针对国内某款柴油机活塞在售后市场上较大范围出现活塞开裂穿孔等失效问题,对柴油机活塞内冷油道位置及结构尺寸进行优化设计,采用ANSYS软件对优化方案进行CA E模拟分析,通过对活塞温度及温度-结构耦合应力结果对比分析研究,对柴油机活塞内冷油道进行设计优化,通过台架试验和市场应用验证,有效降低了柴油机活塞开裂穿孔等失效风险和售后市场赔偿率。     

车用发动机复合材料增强活塞分析研究

利用计算机工作站对复合材料强化后的活塞进行温度场、热应力、热变形、机械应力、机械变形有限元分析，探讨复合材料强化的方式与结构尺寸对温度场与应力分布及变形影响的趋势。复合材料增强活塞技术已在几种车用发动机活塞上进行了推广应用，经有限元分析、机械物理性能的测定及发动机性能的测试，表明复合材料增强活塞结构设计合理，热疲劳强度和抗热应力、机械应力和变形的能力得到较大的改善，活塞工作能力提高，能更好地满足汽车发动机增压强化的需要。复合材料增强活塞技术有着广泛推广应用的前景。     

车用发动机复合材料增强活塞分析研究

利用计算机工作站对复合材料强化后的活塞进行温度场、热应力、热变形、机械应力、机械变形有限元分析，探讨复合材料强化的方式与结构尺寸对温度场与应力分布及变形影响的趋势。复合材料增强活塞技术已在几种车用发动机活塞上进行了推广应用，经有限元分析、机械物理性能的测定及发动机性能的测试，表明复合材料增强活塞结构设计合理，热疲劳强度和抗热应力、机械应力和变形的能力得到较大的改善，活塞工作能力提高，能更好地满足汽车发动机增压强化的需要。复合材料增强活塞技术有着广泛推广应用的前景。     

车用发动机复合材料增强活塞分析研究

利用计算机工作站对复合材料强化后的活塞进行温度场、热应力、热变形、机械应力、机械变形有限元分析，探讨复合材料强化的方式与结构尺寸对温度场与应力分布及变形影响的趋势。复合材料增强活塞技术已在几种车用发动机活塞上进行了推广应用，经有限元分析、机械物理性能的测定及发动机性能的测试，表明复合材料增强活塞结构设计合理，热疲劳强度和抗热应力、机械应力和变形的能力得到较大的改善，活塞工作能力提高，能更好地满足汽车发动机增压强化的需要。复合材料增强活塞技术有着广泛推广应用的前景。     

镶圈内冷一体活塞的数值研究

为了研究镶圈和内冷油腔对活塞可靠性的影响,对同一型号、不同结构的带镶圈活塞进行模拟计算分析。首先对标定工况下的镶圈活塞进行硬度塞测温试验,作为温度场模拟计算的约束条件;然后考虑温度、燃烧压力、惯性力等因素影响进行热机耦合计算,得到活塞关键位置的变形、应力等结果;最后,使用疲劳分析软件计算活塞的高周疲劳。通过对比发现,镶圈内冷一体活塞一环槽根部温度分别比镶圈活塞和镶圈内冷活塞低6.5%,16%,其热应力分别降低了33%,15%,机械应力分别降低了31%,11%。结果表明,镶圈内冷一体结构的应用,有效避免了应力集中现象,既可以有效降低活塞头部热负荷和机械负荷,同时也能增强环槽的耐磨性,延长环槽下侧面的寿命。     

高强化柴油机铝合金活塞承载特性研究

重点研究某高强化柴油机铝合金活塞在典型服役工况下温度和应力随时间和载荷的变化行为,明确热机械载荷作用下活塞的承载规律,为活塞寿命预测模型建立提供依据,同时为材料研制提供载荷约束。首先建立了活塞有限元分析模型,利用温度及应力测试数据对模型进行了标定,进而基于该模型计算了标定工况稳态条件下以及怠速工况与标定工况交替变化条件下活塞温度和应力的变化规律。仿真结果表明:在工作循环内,活塞顶面温度波动幅值在28℃以内,由此引起的热应力波动幅值达到35 MPa左右,因此在活塞疲劳寿命预测时工作周期内高频热负荷的影响不可忽略;燃烧室喉口在热载荷作用下呈现压应力,在机械载荷下呈现拉应力,热机耦合载荷会导致沿销孔方向出现拉应力,沿主副推力面方向呈现压应力;在怠速工况与标定工况交替变化条件下,活塞喉口载荷变化最明显,应力与温度的变化率相关,应力幅值较高,该区域易发生低周疲劳损伤。     

基于瞬态分析的柴油机活塞疲劳寿命预测

以某增压柴油机活塞为研究对象,建立了由曲柄连杆机构和缸套组成的装配体有限元模型,计算了活塞在热载荷、机械载荷和热-机耦合作用下的应力分布,在此基础上将计算得到的热-机耦合应力场作为疲劳载荷,采用名义应力法对活塞进行疲劳寿命计算。结果表明:活塞的短寿命区域出现在活塞销座内侧上部,最低循环次数为8.823×10~7次,折合1 470.5h。从计算结果看,活塞的结构较为合理,能满足柴油机的使用要求。     

高强化柴油机活塞异型销孔结构设计与试验研究

针对高强化柴油机活塞,研究了网格数量和活塞销孔棱缘耦合应力的收敛性关系,进行了精确的活塞耦合应力计算;研究了异型销孔结构对活塞应力分布的影响规律;根据耦合应力计算结果,选定异型销孔位置和形状,设计双侧圆锥形异型销孔并进行耦合应力计算,与圆形销孔结构活塞对比可知,异型销孔结构可以大幅度降低销孔棱缘的应力集中,活塞的承载能力有所提高。利用活塞销孔疲劳试验机进行异型销孔活塞的疲劳试验,试验完成1.0×107个循环,活塞销孔表面接触良好,说明双侧圆锥形异型销孔的结构设计满足发动机可靠性要求。     

汽油机活塞的热负荷和机械负荷分析

采用三维有限元分析法对376汽油机活塞进行了热负荷和机械负荷分析,计算了活塞的温度场和应力场.深入了解活塞的热负荷状态及热应力、机械应力分布情况,找出了危险应力部位,为活塞的结构改进和优化提供了理论依据.     

基于活塞热机耦合仿真的柴油-天然气双燃料发动机替代率研究

建立了柴油-天然气双燃料发动机活塞、活塞销、连杆的有限元模型,分析了活塞在不同替代率下标定功率工况时的温度分布情况,将活塞上某些点处的仿真值与实测值进行了对比,误差满足工程要求.将温度场分布作为热机耦合的初始条件加载到活塞上,计算活塞热机耦合作用下的应力场和变形场.结果表明:活塞最高温度值出现在活塞顶部偏离燃烧室一侧,热机耦合的最大应力出现在销座内侧上部,最大变形值出现在活塞顶部偏离燃烧室的外侧,并随着替代率的增加而升高.     

不同金相等级活塞的有限元分析

活塞材料的微观金相结构对活塞工作性能具有重大影响。通过试验检测不同金相等级活塞的物理及机械性能,并采用有限元软件ANSYS对不同活塞的温度场、热应力场、热机耦合场进行模拟分析,研究活塞金相差异对活塞热负荷和热机负荷的影响。结果表明,随着微观金相等级的降低,活塞最高温度、最大热机耦合应力和最大变形量均呈现增大趋势,活塞最大许用应力呈现减小趋势,活塞可靠性呈现下降趋势。     

大跨径桥梁施工控制温度应力分析

针对大跨径桥梁施工控制中结构设计参数的变化能导致结构内力的变化和形状的改变,以及与时间有关的温度参数不易确定的问题,在分析了产生温度应力原因的基础上,根据沿梁长的温度分布是均匀的,略去断面局部变化引起的梁体温差分布的微小差别,按单向温差荷载计算应力等基本假定,在给定温度分布的前提下,提出了温度应力实用计算方法,并通过工程实例分析了温度应力对桥梁施工控制的影响。结果表明:考虑温度影响的理论值与实测应力值接近,为工程应用提供了理论依据。     

一种新的摩托车活塞有限元模型

以ＡＸ１００摩托车发动机活塞为研究对象，将接触问题非线性有限元理论应用于活塞的结构强度分析与计算，提出了一种新的活塞三维有限元接触模型，利用该模型对活塞进行分析与计算，不仅可以得到活塞的应力和变形，还可以计算出活塞与活塞销之间的压力分布。     

CG125发动机活塞连杆曲轴改进分析

改进CG125发动机气道和燃烧室形状,在保证动力性提高的同时,也会导致活塞连杆曲轴温度和强度负荷增加。采用有限元模拟分析,计算出活塞连杆曲轴改进前后的应力和活塞温度变化,通过改进活塞形状,保证了改进后发动机活塞热负荷状况良好,同时提高了活塞连杆曲轴强度。     

柴油机活塞燃烧室凹腔边缘的非线性有限元强度分析方法

整体式铝合金活塞仍是重型柴油机的首选设计方案。活塞制造商们一直在不断研究铝合金材料工艺,以及切削性和结构型式,以应对日益增长的热负荷及机械负荷。随着软件和数字计算机技术的进步,活塞分析方法也得以改进。现已允许根据活塞所受负荷和接触条件,对材料特性建立更大、更详细的模型,进行更复杂的模拟。20世纪70年代末,采用线弹性应力法,并结合以有限低循环疲劳数据为依据的寿命评估,首先将瞬态有限元分析法应用于柴油机活塞。这一方法为深入了解活塞,尤其是柴油机活塞燃烧室凹腔边缘处的失效机理提供了重要依据。然而,由此得出的寿命评估往往是近似的,只能用作评价替代设计和材料的一种比较工具。这种限制是由于采用线弹性应力方法的缘故,它忽略了非线性应变特性,特别在燃烧室凹腔边缘弹-塑性条件下的重要影响。与改进的分析技术相结合,应变式材料性能测量法的发展有助于对活塞合金非线性特性的进一步了解,并为建模提供重要数据。已将这些发展纳入凹腔边缘应力和应变响应的新分析法中,为寿命评估提供更加精确的方法,并为进一步改善活塞设计创造机会。     

内燃机用活塞

<正> 为了防止活塞的开裂,将配置于燃烧室喉口部的铜合金镶嵌物的固定部分与活塞主体进行整体浇铸,利用这种牢固的装配结构,防止由于活塞顶部产生的高温、高应力引起镶嵌物松弛的现象。图示为该活塞实例。 活塞主体1的材料为铝硅合金,在活塞顶2上开有燃烧室3、喉口部4,并形成一凹状轮廓。喉口部4是由含0.5％铍和2.5％钴的铜合金环状镶嵌物5构成的,镶嵌物     

广州猎德大桥索塔日照温度效应分析

广州猎德大桥是一座自锚式独塔两跨悬索桥,索塔为贝壳状混凝土结构。处于外界环境中的混凝土结构,由于受日照、气温变化等气候因素的影响而引起非线性的温度分布,产生温度应力和温度变形。结合猎德大桥的地理位置、方位、气候条件等因素,以热传导理论对索塔的日照温度分布进行分析,并对温度应力进行计算,为索塔提供相关的设计依据。     

雅姆兹柴油机活塞温度测量装置及方法

分析了发动机活塞的热应力问题，介绍了几种测量和计算活塞温度分布的方法及其适用范围。