本文關(guān)鍵詞：基于火焰加熱的活塞環(huán)槽臨界溫度有限元分析

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【摘要】：活塞作為柴油機(jī)的核心部件,承受很高的熱負(fù)荷,尤其對于采用非強(qiáng)制冷卻的高速柴油機(jī)活塞,絕大部分熱量通過活塞環(huán)徑向傳遞給缸套及冷卻水,導(dǎo)致環(huán)槽溫度過高、潤滑油結(jié)焦、活塞環(huán)卡死,進(jìn)而引發(fā)拉缸等柴油機(jī)故障。因此,在柴油機(jī)設(shè)計(jì)階段需要嚴(yán)格控制活塞環(huán)槽的溫度。另一方面,由于受到柴油機(jī)結(jié)構(gòu)的限制,活塞環(huán)槽表面溫度難以通過熱電偶等溫度傳感器直接測量,以往活塞設(shè)計(jì)過程中,一般憑經(jīng)驗(yàn)確定環(huán)槽溫度限值。隨著柴油機(jī)功率不斷提升,活塞環(huán)槽的最高臨界溫度也隨之升高,傳統(tǒng)活塞環(huán)槽最高臨界溫度的確定方法已不能滿足設(shè)計(jì)的要求。本文針對火焰加熱活塞環(huán)槽溫度測試試驗(yàn)臺(tái),利用ANSYS有限元分析軟件及RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法,研究了基于火焰加熱模型的換熱邊界,以及活塞環(huán)槽溫度限值的確定方法,得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：1、在火焰加熱輻射換熱經(jīng)驗(yàn)公式的基礎(chǔ)上,引入輻射比率和修正系數(shù)τ,確定了該試驗(yàn)條件下活塞頂面的換熱邊界條件,得出該型號(hào)活塞對應(yīng)的修正系數(shù)τ為1.13。2、在模擬數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合試驗(yàn)機(jī)標(biāo)定工況下摩擦力的變化趨勢,確定對應(yīng)條件下活塞環(huán)槽溫度限值,提出了一種新的活塞環(huán)槽溫度限值的確定方法。并通過模擬結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)值的對比,驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性。該測算方法將活塞頂部與環(huán)槽部位溫度測量點(diǎn)的實(shí)測數(shù)據(jù)作為修正標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)了對活塞環(huán)槽溫度的準(zhǔn)確計(jì)算,該模型對于研究變工況條件下活塞環(huán)槽溫度分布規(guī)律,以及解決活塞環(huán)槽溫度限值設(shè)計(jì)依據(jù)不足等問題具有重要意義。
【關(guān)鍵詞】：柴油機(jī) 活塞 有限元分析 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK42
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 概述10-12
• 1.2 活塞熱負(fù)荷研究概況12-14
• 1.2.1 國外活塞熱負(fù)荷研究概況12-13
• 1.2.2 國內(nèi)活塞熱負(fù)荷研究概況13-14
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容14-16
• 1.3.1 研究目的及意義14
• 1.3.2 研究內(nèi)容及思路14-15
• 1.3.3 擬解決的關(guān)鍵性問題15-16
• 第2章 有限元及熱分析的理論基礎(chǔ)16-22
• 2.1 有限元分析理論16-18
• 2.1.1 有限元分析基本理論16-17
• 2.1.2 ANSYS有限元分析軟件介紹17-18
• 2.2 傳熱學(xué)基礎(chǔ)18-20
• 2.2.1 溫度場19
• 2.2.2 導(dǎo)熱微分方程19-20
• 2.2.3 對流換熱理論20
• 2.3 傳熱邊界條件的分類20-22
• 第3章 活塞熱邊界條件研究及穩(wěn)態(tài)熱分析22-42
• 3.1 邊界條件的計(jì)算與確定22-35
• 3.1.1 活塞外表面熱邊界條件計(jì)算22-29
• 3.1.1.1 活塞頂面與噴射火焰的換熱23-25
• 3.1.1.2 活塞側(cè)面與冷卻介質(zhì)的換熱25-28
• 3.1.1.3 活塞內(nèi)腔與曲軸箱內(nèi)油霧之間的放熱28-29
• 3.1.1.4 活塞內(nèi)冷油腔的換熱29
• 3.1.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具確定活塞燃?xì)鈧?cè)換熱系數(shù)29-35
• 3.1.2.1 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論及運(yùn)用30-32
• 3.1.2.2 活塞燃?xì)鈧?cè)換熱邊界確定32-35
• 3.2 有限元分析模型的建立35-40
• 3.2.1 幾何模型35-37
• 3.2.2 網(wǎng)格模型37-39
• 3.2.3 試驗(yàn)機(jī)測量參數(shù)39-40
• 3.3 活塞溫度場的分析40-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第4章 活塞環(huán)槽溫度場瞬態(tài)分析及臨界溫度確定42-52
• 4.1 不同工況下活塞環(huán)槽溫度分布42-49
• 4.1.1 改變加熱功率42-46
• 4.1.1.1 ANSYS瞬態(tài)熱分析流程42-43
• 4.1.1.2 活塞加熱邊界條件確定43
• 4.1.1.3 溫度場結(jié)果分析43-46
• 4.1.2 改變冷卻水流量46-48
• 4.1.2.1 活塞冷卻邊界條件確定46
• 4.1.2.2 溫度場結(jié)果分析46-48
• 4.1.3 誤差分析48-49
• 4.2 標(biāo)定工況下活塞環(huán)槽溫度限值確定49-51
• 4.3 本章小結(jié)51-52
• 第5章 結(jié)論52-54
• 5.1 結(jié)論52
• 5.2 展望52-54
• 參考文獻(xiàn)54-57
• 致謝57-58
• 作者簡介58

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：856999