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。     

某高功率密度柴油机气缸套热-结构耦合分析

采用有限元分析软件ANSYS对某高功率密度柴油机气缸套进行稳态温度场计算,并将计算结果作为边界条件,施加在缸套结构有限元模型上,同时在其上施加柴油机工作时的最大爆发压力和预紧力,进行热-结构耦合应力场分析,得到在耦合场下缸套的最大应力和应变。     

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。     

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.     

船用低速机排气阀疲劳寿命分析

针对某款低速二冲程船用发动机排气阀,通过建立热流固耦合计算模型获取气阀的温度场,并根据热负荷、燃气作用力和落座碰撞力等热机械载荷,对气门落座过程和气阀关闭期间的热机耦合应力应变进行分析,探究不同载荷对气门应力分布的影响。研究发现,气门最大应力会出现在排气口正对方向的气门-阀座接触面上,且对于气门落座过程,接触力会经历急剧上升后振荡衰减的变化。基于所得应力场对气门落座过程和气阀关闭过程进行疲劳分析,结果表明,落座过程中碰撞造成的疲劳损伤大于气阀关闭期间气体爆压造成的接触损伤。     

380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,以救牛艇用380卣喷式柴油机为研究对象,建立气缸套温度场的数学模型和边界条件,使用FLUENT软件进行温度场的计算,获得标准工况下380柴油机气缸套的温度场分布.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,缸套温度最高温度为513 K,位于缸套顶部内侧,热负荷不大.     

考虑焊接残余应力的船体板结构屈曲强度

传统的船体板结构屈曲计算模型一般为完整板格模型,但在实际中焊接残余应力的影响是不可避免的。针对这一问题,基于有限元热-力顺序耦合方法,计算加筋板在单轴压缩载荷下的屈曲特征值,结果表明纵筋间距越大,焊接残余应力对加筋板稳定性的影响越大;纵筋长细比越大,焊接残余应力对加筋板稳定性的影响越小。与Recking No.23模型试验对比,验证了热-力顺序耦合方法的有效性和应用价值。     

制造柴油机耐磨气缸套的新方法

为克服柴油机气缸套工作表面非均匀磨损,本文提出了制造耐磨气缸套的新方法。在缸套浇铸过程中,对其内表面沿轴线实施按预定规律变化的强制冷却,使缸套内表面的金相及强度各处都不相同,缸套上部硬度高,耐磨性强。试验表明用新方法浇铸的缸套耐磨能力大大提高,并能保持其正常的宏观几何形状,可使发动机工作寿命提高1.5～2.0倍,也使发动机其它性能参数得到改善。该方法简单易行,适于批量生产.     

基于ANSYS的船闸混凝土非线性仿真分析

以长洲水利枢纽1#船闸上闸首为例,采用有限元软件,对施工期闸首混凝土浇筑模拟计算,考虑水化热、外界气温、浇筑层厚度之间的相互影响,对闸首混凝土温度变化进行分析。并以温度场的计算成果为前提,采用顺序耦合法对闸首结构混凝土的浇筑进行热-结构耦合计算,分析施工期混凝土结构的应力变化情况。通过对计算成果合理性的验证表明,利用有限元法可较好地对船闸结构进行整体稳定、应力、应变等全方位计算,且具有精度高、形象直观等特点,更好的模拟施工条件对船闸裂缝的影响。     

柴油机气缸套的穴蚀及预防措施

柴油机气缸套直接影响柴油机的正常运行以及可靠性和寿命，其最常见的故障是穴蚀，通过对缸套穴蚀产生的机理进行分析，进而提出防止缸套穴蚀的若干措施及抑制缸套穴蚀的方法。     

高频振动对柴油机湿式气缸套穴蚀的影响

从气缸套的高频振动入手,分析气缸套穴蚀的产生机理,试验证明穴蚀的根本原因是活塞敲击缸套使缸套产生高频振动,从而使缸套水腔中冷却水产生穴蚀气泡.提出改善缸套振动、抑制气缸套穴蚀的措施.     

液力变矩器上盖板应力分布有限元分析及疲劳性能试验

采用轴对称有限元计算模型分析了液力变矩器上盖板及连接焊缝应力分布状态，研究结果表明，在2．4MPa工作压力下，液力变矩器上盖板的最高应力发生在上盖板弯角处的内表面上，当该表面达到屈服时，产生局部塑性变形，然后在疲劳应力作用下形成疲劳开裂。疲劳试验结果表明，裂纹都发生在上盖板弯头内表面，其开裂点和扩展方向与有限元分析得到的最大主应力位置及方向完全吻合。     

关于主机缸套上沿局部热疲劳裂纹的产生与危害

船舶主机缸套上沿热疲劳裂纹是由于油头的不正常喷射造成的,这种热疲劳裂纹在主机运行中有一定的隐蔽性,其危害导致缸套炸裂。     

二冲程船用低速机热流固耦合分析

本文以低速二冲程船用发动机为研究对象,通过建立发动机整机热流固耦合模型,结合燃烧侧和冷却侧边界条件,采用流体与有限元相结合的方法得出耦合场的温度分布,并考虑该工况下的螺栓预紧力和缸内爆压等机械载荷,进行热机耦合应力分析,讨论热负荷和机械载荷对整机应力分布的影响,并在所得应力场的基础上,对核心受热零部件缸盖进行了高低周疲劳分析。     

一种复杂载荷作用下船舶结构疲劳裂纹扩展预报方法

风暴模型是Tomita等提出的用来评估船舶结构疲劳强度的一种随机波浪载荷简化模型,它能表达波浪载荷是与时间相关的随机过程。文中介绍了风暴模型及波浪诱导应力短期分布的基本特征。将风暴模型和裂纹扩展率单一曲线模型及焊趾表面裂纹应力强度因子的计算方法结合起来,探讨了复杂载荷作用下船舶结构疲劳裂纹扩展预报方法。并用权函数法计算了给定残余应力分布的表面裂纹应力强度因子。预报了对接焊接接头焊趾处表面裂纹在风暴波浪载荷作用下的疲劳裂纹扩展行为,结果表明风暴的大小、顺序,初始裂纹尺寸及残余应力对裂纹扩展行为影响明显。合理的风暴模型参数及初始裂纹尺寸的确定对船舶结构的疲劳寿命预报是非常重要的。     

某主机缸盖垫片被吹出原因分析

正0引言主机气缸盖和气缸套上部内表面既是主机的固定件,又是燃烧室的组成部分,其工作条件极其恶劣,会直接受到高温高压燃气的气蚀作用,并承受着高频变化的机械负荷与热负荷作用。气缸盖与气缸套之间安装有密封垫片,虽然很薄但作用很大,其出现问题的概率较高。当主机需要高速运转时,垫片很容易被高温高压的燃气吹出,产生燃气泄漏。如果不及时处理,很     

储汽筒椭圆形封头及人孔结构应力和疲劳分析

本文采用二维轴对称有限元模型计算了储汽筒封头及人孔结构在设计工况下的应力分布，运行工况下温度场以及内压和热压力耦合作用下的应力分布，并对其作了疲劳分析。同时对三维计算模型用二维轴对称模型在设计工况下的计算结果进行了比较，验证了二维轴对称模型的保守性。并按照《钢制压力容器－分析设计标准》（ＪＢ４７４２－９５）进行 力和疲劳评定。     

考虑焊接残余应力释放的结构疲劳寿命分析方法研究

焊接残余应力对于焊接结构的疲劳寿命产生很显著的影响,同时循环载荷作用下焊接残余应力会出现释放现象,因此有必要对焊接件疲劳寿命预测方法进行研究.基于改进的McEvily疲劳裂纹扩展速率模型,同时结合课题组研究得到的AH36钢对接焊平板残余应力释放计算公式,提出考虑焊接残余应力释放的结构物疲劳寿命计算方法.随后,以潜艇锥柱耐压壳的疲劳为例,详细阐述了本文提出的疲劳寿命分析方法的计算流程.考虑耐压壳焊接顺序影响,分析了含半椭圆表面裂纹的锥柱耐压壳疲劳寿命.对比文献的试验结果,表明焊接结构疲劳寿命计算公式有较好的预测效果,可以用于评估带表面裂纹焊接件在拉伸循环载荷作用下的疲劳寿命.     

主机缸套异常磨损分析与管理策略

航行中,主机气缸内连续性机械敲缸,检查发现缸套上面已经产生了1mm的台阶,而如此情况却在多艘船上出现。试着从气缸套的磨损机理入手,分析引起缸套异常磨损的可能因素,并提出实船管理策略,旨在找出产生异常磨损的真正原因,降低再次发生故障的可能性。     

潜艇锥柱结合壳焊趾表面裂纹疲劳寿命计算

随着潜艇用钢屈服强度的不断提高，潜艇耐压壳体的直径及锥壳的半锥角的不断加大，潜艇耐压壳体锥柱结合壳连接焊接焊趾处的疲劳寿命已越来越受到设计人员的重视，但目前还没有可靠的设计方法可以遵循。针对潜艇锥柱结合壳连接焊缝处的受力特点为压弯结合应力，在分析了平行于裂纹面的应力，曲率的约束以及液楔的作用对潜艇焊趾表面裂纹疲劳寿命的影响进行分析后认为，潜艇锥柱结合壳焊距表面裂纹疲劳寿命计算可以采用对压应力进行修正的应力强度因子计算模型。本文给出了对压应力进行修正的应力强度因子计算式，在此基础上提出了一套能考虑焊距的外应力集中以及爆接残余应力等影响的受压弯应力焊接结构焊趾裂纹疲劳寿命计算方法，对初始表面裂纹形状和大小对疲劳寿命的影响进行了系列计算，计算结果表明，本方法预报出的疲劳寿命与实验结果在量级上是吻合的，但在推向实用之前还需要做更多的实验验证。