現(xiàn)代機(jī)械為人類生活、生產(chǎn)、制造帶來(lái)便利的同時(shí),也激化了人類與環(huán)境之間的矛盾,地球資源的不斷匱乏推動(dòng)了國(guó)家能源政策和排放法規(guī)的發(fā)展和收緊,某重型柴油機(jī)為了適應(yīng)最新的排放法規(guī)部改進(jìn)成為燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)以達(dá)到降低排放的目的,但同時(shí)這種改進(jìn)也帶來(lái)了一些新的問(wèn)題,氣門出現(xiàn)磨損量顯著增大的現(xiàn)象,試圖通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化來(lái)降低燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的氣門磨損。為此本文從減少氣門磨損量出發(fā),觀察磨損后的氣門,分析探究氣門磨損機(jī)理,并創(chuàng)建有限元計(jì)算模型,設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)分析結(jié)構(gòu)對(duì)氣門磨損的作用效果。本文的主要工作和結(jié)論如下:1.觀察磨損后的氣門錐面,對(duì)其表面材料成分分析,明確氣門磨損主要分為沖擊磨損和滑動(dòng)磨損兩種機(jī)制,并且確定兩種磨損機(jī)制下的主要磨損形式和磨損量計(jì)算方法,其中沖擊磨損量使用能量法計(jì)算,滑動(dòng)磨損量則根據(jù)考慮溫度影響的修正Archard磨損理論計(jì)算。2.建立晶體尺度下基于塑性損傷的2D有限元模型,在網(wǎng)格之間插入cohesive單元真實(shí)模擬材料微觀結(jié)構(gòu),以正確仿真氣門磨損面在作用力下的微觀塑性變。3.根據(jù)熱邊界條件的不同將氣門分為七個(gè)區(qū)域,計(jì)算得到氣門落座后的溫度。進(jìn)行瞬時(shí)動(dòng)態(tài)仿真,得到?jīng)_擊磨損過(guò)程和滑動(dòng)磨損過(guò)程中的彈塑性... 

【文章來(lái)源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁(yè)數(shù)】：82 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀
        1.2.1 氣門磨損機(jī)理
        1.2.2 氣門磨損有限元仿真
        1.2.3 氣門磨損的影響因素
    1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容和方法
第二章 氣門磨損機(jī)理
    2.1 氣門工作原理
    2.2 氣門磨損機(jī)理
        2.2.1 落座沖擊磨損機(jī)制
        2.2.2 滑動(dòng)磨損機(jī)制
        2.2.3 工作環(huán)境及模式對(duì)氣門磨損的影響
    2.3 磨損量計(jì)算
        2.3.1 沖擊磨損量計(jì)算
        2.3.2 粘著磨損計(jì)算理論
        2.3.3 修正的Archard計(jì)算模型
    2.4 本章小結(jié)
第三章 晶體塑性損傷模型
    3.1 損傷與損傷力學(xué)
        3.1.1 損傷的分類與研究方法
        3.1.2 應(yīng)變等價(jià)原理
    3.2 彈塑性各向同性損傷力學(xué)
        3.2.1 彈塑性變形基本原理
        3.2.2 彈塑性各向同性損傷本構(gòu)方程
        3.2.3 晶體尺度下的彈塑性損傷機(jī)理
    3.3 晶體塑性損傷模型的建立
        3.3.1 ABAQUS中的cohesive單元簡(jiǎn)介
        3.3.2 Cohesive單元的破壞過(guò)程
        3.3.3 插入cohesive單元的晶體模型
    3.4 本章小結(jié)
第四章 氣門與氣門座圈有限元計(jì)算
    4.1 有限元計(jì)算簡(jiǎn)介
    4.2 溫度場(chǎng)有限元計(jì)算
        4.2.1 溫度場(chǎng)有限元計(jì)算模型
        4.2.2 熱邊界條件的確定
        4.2.3 氣門溫度分布
    4.3 氣門磨損仿真模型
        4.3.1 氣門材料屬性
        4.3.2 載荷邊界條件的建立
    4.4 磨損仿真計(jì)算結(jié)果分析
        4.4.1 沖擊磨損結(jié)果分析
        4.4.2 滑動(dòng)磨損結(jié)果分析
        4.4.3 氣門磨損量計(jì)算公式
    4.5 本章小結(jié)
第五章 氣門結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    5.1 影響氣門磨損的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)
        5.1.1 氣門錐面角度
        5.1.2 頭部厚度
        5.1.3 頸部半徑
        5.1.4 氣門與氣門座圈錐面角度的差值
    5.2 正交試驗(yàn)的設(shè)計(jì)
        5.2.1 正交試驗(yàn)
        5.2.2 正交試驗(yàn)影響因素及其數(shù)值的確定
        5.2.3 正交表的生成機(jī)制
    5.3 計(jì)算結(jié)果分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化
        5.3.1 接觸壓強(qiáng)計(jì)算結(jié)果分析
        5.3.2 滑移速率計(jì)算結(jié)果分析
        5.3.3 錐面溫度計(jì)算結(jié)果分析
        5.3.4 結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]基于滑移量的氣門與氣門座圈磨損模型研究[D]. 阮寅生.山東大學(xué) 2019
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[4]發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)、排氣門制造方法的改進(jìn)與創(chuàng)新研究[D]. 王麗君.西安工程大學(xué) 2016
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[8]固體界面接觸熱阻及導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 劉菊.華中科技大學(xué) 2011
[9]固體界面接觸換熱系數(shù)的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 朱德才.大連理工大學(xué) 2007
[10]柴油機(jī)氣門失效分析及改進(jìn)策略[D]. 王致釗.天津大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3160247