柴油机活塞低周热疲劳寿命预测

以柴油机铝合金活塞为例 ,通过建立有限元计算分析模型与加速热疲劳试验 ,研究其低周热疲劳寿命 ,以局部应力—应变理论的Coffin—Manson公式和线弹性有限元理论为基础 ,总结出在热疲劳与高温蠕变相互作用下的低周热疲劳寿命预测公式 ,预测值与试验结果基本相同 ;同时又对试验结果进行分析并提出修正建议。     

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。     

载荷形式对V型柴油机机体疲劳寿命的影响

以某V型柴油机机体为研究对象,对两种载荷形式下机体疲劳试验方法进行了研究,对比计算了两种试验载荷加载方式下机体横隔板的疲劳寿命分布。研究结果表明,横隔板处的疲劳寿命分布基本相同,两种载荷形式对机体横隔板疲劳寿命的影响没有显著的差异。结合仿真结果,在实机试验中采取集中加载方式进行了验证,为后续确定机体疲劳试验的加载方式和载荷大小提供了依据。     

某柴油机气缸盖疲劳的可靠性预测

应用Pro/E三维造型软件和Ansa有限元前处理软件建立某柴油机气缸盖组合实体模型和有限元模型,基于Ansys的有限元结果利用FE-Fatigue软件对该柴油机气缸盖进行疲劳可靠性预测。疲劳试验验证缸盖是安全的,预测结果与试验结果吻合较好。     

基于发动机台架考核方法的气缸盖高周疲劳特性研究

依据发动机台架考核规范,运用疲劳强度理论,对某铸铁气缸盖进行高周疲劳强度评估。明确温度和应力随考核工况改变的变化行为,研究气缸盖各区域受工作载荷的影响状况,为缸盖寿命评估模型提供载荷边界。结合疲劳理论,在考虑材料修正的基础上进行了疲劳特性分析和损伤状况分析。分析表明,气缸盖各区域的疲劳安全系数均大于1,视为安全,但冷却钻孔区域的安全裕度较小。     

利用疲劳特性对柴油机壁流式颗粒过滤器的寿命预测

按照裂缝缓慢发展理论对柴油机颗粒过滤器（DPF）寿命进行了计算，并研究了受再生过程最高温度影响的预期寿命．过滤体多孔蜂窝式结构的疲劳特性遵循裂缝缓慢发展理论，按失效的DPF温度分布算出最大热应力．把4点抗弯强度与最大热应力的比值作为校正系数，以修正各种温度分布情况下算出的热应力．4点弯曲疲劳试验中得到的疲劳特性与上述结果作了比较．     

基于多体动力学的柴油机曲轴疲劳寿命分析

为分析4100QBZL柴油机曲轴的疲劳寿命,建立该曲柄连杆机构的刚柔耦合多体动力学模型,将多组试验测量的缸内压力作为驱动力,进行耦合仿真得到曲轴在柔性体模型下的主轴颈、连杆轴颈负荷仿真结果,并根据载荷结果对曲轴进行静强度校核。最后结合由多体动力学软件得到的载荷谱与有限元分析所得的曲轴在各个工况下的应力应变分析结果,以及通过材料的各项属性拟合出的S-N曲线,对曲轴进行了疲劳寿命预测。结果表明:曲轴的静强度及疲劳寿命均达到了工程设计要求,曲轴最危险部位的寿命次数也达到了1013以上,认为曲轴不会发生疲劳破坏。     

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。     

叠加封口式活塞环在柴油机上的应用研究

针对目前常用活塞环在使用过程中存在的问题,设计了一种叠加封口式活塞环,它由上下两片楔形的单片环组合成一组气环。分析了新型活塞环提高气缸密封性能的机理,通过对单缸和整机柴油机性能对比试验证明,该活塞环具有降低燃油消耗和机油消耗、提高活塞环寿命、降低排放的特点,对提高柴油机的综合性能作用明显。     

基于道路载荷谱的柴油机激励分析和台架试验循环研究

基于车辆典型路面行驶产生的道路载荷谱,对发动机的典型运行工况和瞬态行为进行了分析和研究,构建了基于道路载荷的台架运行循环。研究表明:1 500r/min和1 600r/min是车辆行驶过程中柴油机的常用转速,其使用频率远高于其他转速;转速超过1 800r/min时柴油机多数工作于满负荷工况点;柴油机在1 400~1 800r/min运行时主要集中在中高负荷工况,负荷百分比统计值高于60%;整个载荷时间历程中,500~600r/min幅度的转速跃变比例高,且转速最大跃变不会超过1 000r/min。构建的台架运行循环与实际道路载荷强度相似、转速分布类似,能够表征车辆行驶过程中柴油机的激励状态。     

柴油机受热件加速热疲劳试验安全寿命估算

以S195柴油机缸盖为试件 ,运用概率统计理论 ,估算了与加速热疲劳试验结果的可靠度和置信度有关的柴油机受热件加速热疲劳试验的安全使用寿命 ,其结果对于合理地确定缸盖等柴油机受热件的维修期和保养期具有重要的意义。     

柴油机瞬态试验循环的线性回归分析

介绍了柴油机排放的瞬态试验循环,引入了试验循环有效性判断的依据,并就某6缸发动机的瞬态试验循环进行了线性回归分析研究。在允许点删除前后、不同时间延迟及设定量设置值和执行值不同情况下针对转速、扭矩和功率循环特征参数进行了线性回归分析。结果表明:在包括允许删除工况点的条件下,负扭矩工况点对线性回归分析结果影响较大;设定值和实际反馈值的线性回归分析存在最佳延迟时间;试验过程中设定量的执行值偏离设置值使实际试验循环偏离目标试验循环较远,以致循环有效性不能得到正确评价。     

柴油机活塞数据库设计与开发

利用Access建立了一个内燃机数据库,库中包含了柴油机活塞数据表,其中主要设计参数包括压缩高度、活塞总高度、销径、销长度等。利用VC编程实现对数据库的管理,根据设计需要可以将活塞各主要参数之间的关系显示在坐标图上,可直观地分析得出结论,从而提高活塞设计效率。