本文關(guān)鍵詞：某船用低速柴油機(jī)活塞性能研究

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【摘要】：柴油機(jī)自發(fā)明至今已有一百多年的歷史,并以其熱效率高、功率范圍廣和機(jī)動(dòng)性好等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。隨著人類社會(huì)的不斷發(fā)展,為滿足不斷增長的生產(chǎn)生活的要求,內(nèi)燃機(jī)向著高爆壓、高功率以及高速化等方向發(fā)展。隨著功率的不斷提高,柴油機(jī)所需承受的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷也將不斷增大,活塞作為柴油機(jī)中主要傳動(dòng)和承載部件,活塞性能的好壞將直接影響柴油機(jī)的可靠性和使用壽命。在柴油機(jī)工作時(shí),活塞受載工況非常復(fù)雜,因此對(duì)柴油機(jī)活塞進(jìn)行了熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷模擬計(jì)算以評(píng)估其是否具有較好的強(qiáng)度性能、剛度性能以及可靠性,對(duì)于柴油機(jī)設(shè)計(jì)研發(fā)是非常重要的。本文針對(duì)某型船用低速柴油機(jī),運(yùn)用有限元分析軟件對(duì)該型號(hào)柴油機(jī)活塞組進(jìn)行熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷仿真研究分析,并對(duì)活塞組各部件進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性以及疲勞性能進(jìn)行校核,具體工作內(nèi)容如下:(1)基于熱分析理論基礎(chǔ),建立活塞流固耦合模型,運(yùn)用流體動(dòng)力學(xué)軟件和有限元分析軟件進(jìn)行聯(lián)合仿真求取活塞流體域和固體域耦合面上的邊界條件,并以此作為進(jìn)行活塞溫度場分析所需的邊界條件,求出活塞溫度場分布結(jié)果;(2)基于活塞應(yīng)力場分析理論,運(yùn)用有限元分析軟件建立活塞有限元模型,將活塞溫度場分布結(jié)果作為溫度邊界,模擬活塞所受熱負(fù)荷,同時(shí)將通過理論計(jì)算和已知數(shù)據(jù)得到的機(jī)械負(fù)荷加載到活塞上,得到仿真計(jì)算結(jié)果并對(duì)將結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,對(duì)活塞組各部件的強(qiáng)度性能和剛度性能以及危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行詳細(xì)分析和預(yù)測;然后對(duì)活塞桿進(jìn)行穩(wěn)定性分析,研究活塞桿屈曲特性;最后基于VDI2230螺栓強(qiáng)度計(jì)算規(guī)范驗(yàn)證活塞螺栓的動(dòng)態(tài)疲勞強(qiáng)度性能。結(jié)果顯示:活塞組各部件的強(qiáng)度、剛度以及穩(wěn)定性均滿足設(shè)計(jì)要求。(3)基于疲勞分析理論,運(yùn)用疲勞分析軟件對(duì)活塞主要部件進(jìn)行疲勞分析,預(yù)測活塞部件的疲勞危險(xiǎn)區(qū)域和疲勞安全系數(shù),計(jì)算結(jié)果顯示:活塞主要承載部件的安全系數(shù)均達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),滿足設(shè)計(jì)要求。通過上述主要工作內(nèi)容,通過仿真手段驗(yàn)證柴油機(jī)活塞組各部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性,為柴油機(jī)活塞組各部件的設(shè)計(jì)和制造過程提供良好的依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U664.121

【參考文獻(xiàn)】

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1 方華,袁兆成,李盛成,錢耀義;間隙元在活塞有限元分析中的應(yīng)用[J];兵工學(xué)報(bào)(坦克裝甲車與發(fā)動(dòng)機(jī)分冊(cè));2000年03期

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1 趙宏國;內(nèi)燃機(jī)燃燒室部件耦合傳熱仿真研究[D];大連理工大學(xué);2007年

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本文編號(hào)：1177518