本文關(guān)鍵詞：柴油機(jī)主要零部件的有限元分析與試驗(yàn)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：由于長(zhǎng)期工作在惡劣的環(huán)境下,柴油機(jī)燃燒室零部件要承受很高的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷,這些負(fù)荷所產(chǎn)生的綜合應(yīng)力影響了燃燒室零部件的使用壽命,其可能導(dǎo)致的咬缸、拉缸、結(jié)焦等故障嚴(yán)重危害了柴油機(jī)的耐久性和可靠性。因此一個(gè)可靠的產(chǎn)品必須對(duì)燃燒室零部件的溫度、應(yīng)力和變形進(jìn)行分析。 本文回顧了柴油機(jī)傳熱與熱負(fù)荷研究的發(fā)展和現(xiàn)狀,對(duì)柴油機(jī)的熱狀態(tài)、熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷進(jìn)行了定義和說(shuō)明,建立了L16/24型柴油機(jī)燃燒室零部件的三維有限元模型;應(yīng)用有限元分析技術(shù)進(jìn)行了溫度場(chǎng)、機(jī)械應(yīng)力場(chǎng)、熱應(yīng)力場(chǎng)及耦合應(yīng)力場(chǎng)的分析研究。采用熱電偶法測(cè)量了柴油機(jī)缸套的溫度,校驗(yàn)了缸套溫度場(chǎng)的有限元計(jì)算結(jié)果。具體研究工作包括: 1.系統(tǒng)地闡述了求解柴油機(jī)燃燒室部件熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷的基本原理和方法,介紹了應(yīng)用有限元法進(jìn)行數(shù)值求解的方法。 2.以L(fǎng)16/24型柴油機(jī)為研究對(duì)象,依據(jù)L16/24型柴油機(jī)燃燒室零部件的二維圖紙,利用三維建模軟件建立其各部件的有限元分析模型。 3.確定了有限元分析的邊界條件。 4.利用MSC有限元軟件進(jìn)行了溫度場(chǎng)、機(jī)械應(yīng)力場(chǎng)、熱應(yīng)力場(chǎng)、耦合應(yīng)力場(chǎng)及活塞頂與活塞裙接觸計(jì)算分析研究。 5.以L(fǎng)16/24型柴油機(jī)為試驗(yàn)對(duì)象,采用熱電偶法測(cè)量了缸套溫度,通過(guò)對(duì)缸套溫度瞬時(shí)變化的測(cè)量,校驗(yàn)了缸套溫度場(chǎng)有限元計(jì)算結(jié)果,為修正有限元溫度場(chǎng)計(jì)算結(jié)果提供邊界條件。 最后對(duì)研究成果和有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了總結(jié),對(duì)今后的工作做出了展望。
【關(guān)鍵詞】：柴油機(jī) 有限元 溫度場(chǎng) 應(yīng)力場(chǎng) 溫度測(cè)量
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類(lèi)號(hào)】：TK427
【目錄】：

• 第1章 緒論9-17
• 1.1 研究的目的與意義9-11
• 1.1.1 柴油機(jī)傳熱對(duì)工作過(guò)程研究的意義10-11
• 1.1.2 柴油機(jī)傳熱過(guò)程的研究是熱強(qiáng)度設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)11
• 1.2 柴油機(jī)燃燒室傳熱模擬的發(fā)展與現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 柴油機(jī)燃燒室內(nèi)傳熱過(guò)程的特點(diǎn)11-12
• 1.2.2 數(shù)值模擬及其常用的研究方法介紹12-13
• 1.2.3 柴油機(jī)燃燒室部件傳熱模擬進(jìn)展13-14
• 1.2.4 柴油機(jī)傳熱全仿真14
• 1.3 柴油機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度研究的作用及意義14-16
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容16-17
• 第2章 研究依據(jù)理論及分析工具17-28
• 2.1 有限元分析理論17-19
• 2.1.1 有限元法的簡(jiǎn)單介紹17-18
• 2.1.2 有限元法的優(yōu)缺點(diǎn)18-19
• 2.2 傳熱問(wèn)題的基本方程及定解條件19-21
• 2.2.1 導(dǎo)熱問(wèn)題的微分方程式19-20
• 2.2.2 導(dǎo)熱問(wèn)題的定解條件20-21
• 2.3 熱應(yīng)力問(wèn)題的基本方程及定解條件21-23
• 2.3.1 熱彈性基本方程21-23
• 2.3.2 熱彈性問(wèn)題的邊界條件23
• 2.4 接觸問(wèn)題的初步提出與解決23-25
• 2.4.1 表面間的相互作用24
• 2.4.2 接觸問(wèn)題的描述方法24-25
• 2.5 有限元分析軟件的選擇25-28
• 第3章 模型的建立28-35
• 3.1 Pro/Engineer的介紹28-29
• 3.2 三維實(shí)體模型的建立29-34
• 3.2.1 L16/24柴油機(jī)的主要參數(shù)30
• 3.2.2 三維實(shí)體模型的建立30-31
• 3.2.3 網(wǎng)格劃分31-34
• 3.3 模型的材料特性34-35
• 第4章 邊界條件的確定35-48
• 4.1 缸套傳熱邊界條件的確定35-41
• 4.1.1 氣缸內(nèi)換熱系數(shù)的確定35
• 4.1.2 燃?xì)獾乃矐B(tài)溫度35-39
• 4.1.3 缸套上端39
• 4.1.4 冷卻水與缸套外側(cè)的換熱系數(shù)和冷卻水溫的確定39
• 4.1.5 缸套與機(jī)架之間的換熱系數(shù)和機(jī)架溫度的確定39
• 4.1.6 機(jī)架與缸套間空氣39
• 4.1.7 缸套與密封圈之間換熱系數(shù)的確定39-41
• 4.2 缸套邊界條件和載荷處理41-42
• 4.2.1 缸蓋預(yù)緊力41-42
• 4.2.2 氣體最大爆發(fā)壓力作用在缸套內(nèi)壁上的均布力42
• 4.2.3 冷卻水壓力42
• 4.2.4 位移約束42
• 4.3 活塞換熱系數(shù)的確定42-44
• 4.3.1 燃?xì)鈸Q熱系數(shù)的確定42
• 4.3.2 活塞頂部換熱系數(shù)的確定42-43
• 4.3.3 火力岸處換熱系數(shù)43
• 4.3.4 活塞環(huán)槽、裙部和底部43
• 4.3.5 活塞冷卻油腔的放熱系數(shù)43-44
• 4.3.6 活塞銷(xiāo)座44
• 4.4 活塞載荷邊界條件和約束處理44-45
• 4.4.1 氣體最大爆發(fā)壓力對(duì)活塞的作用45
• 4.4.2 約束邊界45
• 4.4.3 連接螺栓的預(yù)緊力45
• 4.5 缸蓋的換熱邊界條件45-47
• 4.5.1 工質(zhì)瞬態(tài)放熱系數(shù)45
• 4.5.2 冷卻水的換熱系數(shù)和溫度45-46
• 4.5.3 自由表面46
• 4.5.4 進(jìn)氣道表面46
• 4.5.5 排氣道表面46-47
• 4.6 缸蓋的約束邊界條件和載荷邊界條件47-48
• 4.6.1 缸蓋的約束邊界條件47
• 4.6.2 缸蓋螺栓的預(yù)緊力47
• 4.6.3 氣體力對(duì)缸蓋的作用47-48
• 第5章 計(jì)算結(jié)果及分析48-61
• 5.1 缸套溫度場(chǎng)48-49
• 5.2 缸套熱應(yīng)力及熱變形49-50
• 5.3 缸套機(jī)械應(yīng)力及機(jī)械變形50-51
• 5.4 缸套綜合應(yīng)力及綜合變形51-52
• 5.5 活塞溫度場(chǎng)52-53
• 5.6 活塞熱應(yīng)力及熱變形53-54
• 5.7 活塞機(jī)械應(yīng)力及機(jī)械變形54-55
• 5.8 活塞綜合應(yīng)力及綜合變形55-56
• 5.9 缸蓋溫度場(chǎng)分析56-57
• 5.10 缸蓋熱應(yīng)力及熱變形57-58
• 5.11 缸蓋機(jī)械應(yīng)力及機(jī)械變形58-59
• 5.12 缸蓋綜合應(yīng)力及綜合變形59-61
• 第6章 試驗(yàn)分析61-68
• 6.1 試驗(yàn)測(cè)試目的61
• 6.2 試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)61-62
• 6.3 試驗(yàn)方案62-65
• 6.3.1 測(cè)溫方法62-63
• 6.3.2 試驗(yàn)工況63
• 6.3.3 測(cè)點(diǎn)布置63-64
• 6.3.4 測(cè)溫?zé)犭娕冀Y(jié)構(gòu)64-65
• 6.4 溫度測(cè)量結(jié)果與分析65-67
• 6.4.1 溫度測(cè)量結(jié)果65-66
• 6.4.2 理論結(jié)果與實(shí)際測(cè)量結(jié)果比較66-67
• 6.5 誤差分析67-68
• 第7章 結(jié)論68-70
• 致謝70-71
• 參考文獻(xiàn)71-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文74

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 余永華;楊建國(guó);孫洪杰;夏倩;柴啟寅;;新型中速柴油機(jī)氣缸套溫度場(chǎng)有限元分析與試驗(yàn)研究[J];大連海事大學(xué)學(xué)報(bào);2011年03期

2 鄧志明;歐陽(yáng)光耀;李育學(xué);李俊吉;;內(nèi)燃機(jī)活塞環(huán)組密封性能研究[J];潤(rùn)滑與密封;2011年03期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前9條

1 王輝;考慮溫度相關(guān)性功能梯度熱障涂層缸套的熱彈性分析[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

2 王志強(qiáng);復(fù)合材料層壓板螺栓連接性能分析[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

3 張智;柴油/CNG雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)傳熱特性研究[D];武漢理工大學(xué);2007年

4 陸松華;新型中速柴油機(jī)噪聲預(yù)測(cè)技術(shù)研究[D];武漢理工大學(xué);2008年

5 龔超;柴油機(jī)關(guān)鍵零部件的有限元分析及試驗(yàn)研究[D];武漢理工大學(xué);2010年

6 李虎林;新型中速柴油機(jī)振動(dòng)預(yù)測(cè)技術(shù)研究[D];武漢理工大學(xué);2012年

7 梁佳;柴油機(jī)機(jī)體熱機(jī)耦合分析與試驗(yàn)研究[D];昆明理工大學(xué);2012年

8 肖森林;柴油機(jī)活塞組機(jī)油耗的影響因素分析[D];昆明理工大學(xué);2012年

9 仲杰;活塞噴油振蕩冷卻的穩(wěn)、瞬態(tài)模擬計(jì)算及活塞溫度場(chǎng)分析[D];山東大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：柴油機(jī)主要零部件的有限元分析與試驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：281059