本文關鍵詞：擺盤式柴油機擺盤熱—機耦合分析及疲勞壽命預測　出處：《中北大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 擺盤式柴油機 擺盤 熱機耦合 疲勞壽命

【摘要】：擺盤式柴油機是一種全新形式的內燃機，該種內燃機具有功率密度高、結構緊湊、振動小、噪聲低等諸多優(yōu)點。擺盤是擺盤式柴油機的最主要零部件之一，工作環(huán)境非常惡劣，承受非常大的熱負荷與機械負荷，擺盤的好壞直接影響擺盤式柴油機的可靠性和使用壽命。所以，必須對擺盤的進行有限元仿真分析，從而驗證擺盤的結構設計是否合理，并為今后擺盤的優(yōu)化和改進提供依據(jù)。 本文將前期設計出的擺盤和Z型軸三維實體模型導入ANSA軟件進行模型清理和簡化，然后劃分網(wǎng)格，設置零件材料的相關參數(shù)，得到擺盤的有限元模型，以便進行下文的有限元計算。 首先，對擺盤的溫度場進行計算。擺盤式柴油機的擺盤與傳統(tǒng)往復活塞式柴油機的活塞結構大為不同，且在缸內運動形式也不同，活塞進行往復運動，而擺盤進行復雜的章動運動。本文利用前期AVL BOOST軟件仿真獲得的擺盤式柴油機缸內溫度曲線和換熱系數(shù)曲線，并參考活塞的相關經(jīng)驗和半經(jīng)驗公式計算出擺盤外表面的邊界條件，并參照前期工作得到了冷卻油腔的邊界條件，然后采用有限元方法對擺盤的溫度場進行了計算，得到了溫度場分布云圖和溫度梯度云圖,然后對擺盤進行熱應力計算，得到擺盤熱應力分布云圖和熱變形分布云圖。 其次，本文對擺盤處于燃氣最大爆發(fā)壓力時的工況進行了有限元計算，得到了該工況下的擺盤的等效應力分布云圖和位移分布云圖，結果表明該工況下擺盤上的等效應力處于擺盤材料的屈服強度和抗拉強度之內。然后將擺盤的溫度場施加在擺盤上，并進行了熱機耦合計算，得到了擺盤在熱載荷與機械載荷共同作用下的等效應力云圖和位移云圖，，結果表明擺盤上的等效應力處于擺盤材料的屈服強度和抗拉強度之內。 最后，將擺盤熱機耦合計算的結果導入到DesignLife軟件中，設置S—N曲線和相關參數(shù)，在疲勞分析理論的基礎上，對擺盤和Z型軸的疲勞壽命進行了計算，結果表明二者可以基本滿足使用要求。
[Abstract]:The swinging disc diesel engine is a new type of internal combustion engine. The internal combustion engine has many advantages, such as high power density, compact structure, small vibration and low noise. Swinging plate is one of the most important parts of the diesel engine with swinging plate. The working environment is very bad. It is subjected to very large heat load and mechanical load. The quality of the swinging plate directly affects the reliability and service life of the swing disk diesel engine. Therefore, finite element simulation analysis of the swashplate must be carried out to verify the reasonableness of the structural design of the swing plate, and provide a basis for the optimization and improvement of the swing table in the future.
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK423

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 潘克煜,楊中樂,張虹;柴油機活塞熱負荷的研究[J];車用發(fā)動機;1994年04期

2 馮立巖,高希彥,夏惠民,許鋒,孫秀峰;6E160柴油機活塞組有限元三維耦合分析[J];大連理工大學學報;2002年05期

3 陳欣;;運用可靠性統(tǒng)計原理進行活塞壽命分析[J];哈爾濱鐵道科技;2006年03期

4 曹艷,齊朝暉;樹型多剛體系統(tǒng)單向遞推組集計算機求解[J];內蒙古工業(yè)大學學報(自然科學版);2002年01期

5 田永祥,張錫朝,張濟勇,任洪娟,王志明;發(fā)動機活塞溫度場三維有限元分析[J];內燃機工程;2004年01期

6 白敏麗,沈勝強,陳家驊,張志千;燃燒室部件耦合系統(tǒng)循環(huán)瞬態(tài)傳熱模型的研究[J];內燃機學報;2000年01期

7 馮立巖,高希彥,夏惠民,許鋒;8E160柴油機活塞組熱負荷及機械負荷耦合分析[J];內燃機學報;2002年05期

8 張俊紅;何振鵬;張桂昌;馬正穎;高宏閣;馬梁;;柴油機活塞熱負荷和機械負荷耦合研究[J];內燃機學報;2011年01期

9 陳紅巖;李婷;;柴油機活塞-缸套-冷卻水系統(tǒng)固流耦合傳熱研究[J];農業(yè)機械學報;2006年05期

10 門秀花;王延遐;;活塞機械疲勞試驗的三維接觸有限元仿真[J];山東理工大學學報(自然科學版);2006年02期

相關博士學位論文 前1條

1 張志勇;存儲式活塞穩(wěn)態(tài)溫度測量裝置的研究[D];華中科技大學;2011年

本文編號：1341246