柴油机关键零部件的有限元分析及试验研究

发布时间：2017-04-18 10:09

  本文关键词：柴油机关键零部件的有限元分析及试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 柴油机正朝着大功率、轻量化的方向发展,其强化指标的不断提高增加了燃烧室零部件的热负荷,使得燃烧室零部件材料性能发生改变,降低了零部件材料的强度；气缸燃气爆发压力的增加,使得燃烧室零部件所承受的机械负荷增大,有可能导致燃烧室零部件因强度不够而发生破坏。新型柴油机的开发需要进行零部件的温度场、应力分布与变形分布进行分析。 本文总结了柴油机强度研究现状与发展趋势；建立了新型中速柴油机关键零部件的三维有限元模型；进行了温度场、应力场及变形场的有限元分析研究。采用硬度塞法测量了柴油机气缸盖及活塞的温度分布,校验了有限元温度场的计算精度。主要研究工作包括： 1.利用PRO/E软件建立了活塞、气缸盖及机架的三维实体模型,仅对计算结果影响不大的局部特征作了简化处理,其余部分完全按照设计图纸建模。 2.进行了8L21／31型柴油机活塞与气缸盖的温度场有限元计算分析,用硬度塞法测量了活塞与气缸盖的特征点温度,试验验证了温度场有限元分析边界条件确定方法的合理性。 3.利用8L21／31型柴油机活塞与气缸盖研究方法,确定了6L21／32型柴油机活塞、气缸盖及机架有限元模型,进行了温度场、应力场及变形场分析研究,并对接触问题进行了一定的分析。
【关键词】：柴油机 有限元 温度 应力 硬度塞
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：U664.121
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-12
• 1.1 研究背景与意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-10
• 1.3 研究内容和技术路线10-12
• 第2章 理论基础与软件平台12-24
• 2.1 传热问题理论基础12-13
• 2.1.1 导热微分方程12-13
• 2.1.2 导热微分方程定解条件13
• 2.2 热应力问题理论基础13-16
• 2.2.1 热弹性基本方程14-15
• 2.2.2 热弹性方程定解条件15-16
• 2.3 接触问题理论基础16-18
• 2.3.1 接触问题的特征16-17
• 2.3.2 接触问题的理论表述17-18
• 2.4 有限元法18-20
• 2.5 分析软件平台的确定20-24
• 2.5.1 三维建模软件的选择20-22
• 2.5.2 有限元分析软件的选择22-24
• 第3章 活塞的有限元分析及试验研究24-48
• 3.1 三维实体模型的建立24-25
• 3.2 有限元模型的建立25-27
• 3.3 8L21/31型柴油机活塞温度场分析27-38
• 3.3.1 柴油机主要参数27
• 3.3.2 温度场有限元分析27-33
• 3.3.3 温度场试验分析33-36
• 3.3.4 温度比较分析36-38
• 3.4 6L21/32型柴油机活塞温度场有限元分析38-42
• 3.4.1 柴油机主要参数38
• 3.4.2 对流传热边界条件38-40
• 3.4.3 计算结果及分析40-42
• 3.5 6L21/32型柴油机活塞结构有限元分析42-48
• 3.5.1 载荷边界条件42-43
• 3.5.2 约束边界条件43
• 3.5.3 计算结果及分析43-48
• 第4章 气缸盖的有限元分析及试验研究48-60
• 4.1 三维实体模型的建立48-49
• 4.2 有限元模型的建立49-50
• 4.3 8L21/31型柴油机气缸盖温度场分析50-53
• 4.3.1 温度场有限元分析50-51
• 4.3.2 温度场试验分析51-52
• 4.3.3 温度比较分析52-53
• 4.4 6L21/32型柴油机气缸盖温度场有限元分析53-55
• 4.4.1 对流传热边界条件53-54
• 4.4.2 计算结果及分析54-55
• 4.5 6L21/32型柴油机气缸盖结构有限元分析55-60
• 4.5.1 载荷边界条件55
• 4.5.2 约束边界条件55-56
• 4.5.3 计算结果及分析56-60
• 第5章 机架的有限元分析60-74
• 5.1 三维实体模型的建立60-61
• 5.2 有限元模型的建立61
• 5.3 结构有限元分析61-74
• 5.3.1 载荷边界条件61-71
• 5.3.2 约束边界条件71
• 5.3.3 计算结果及分析71-74
• 第6章 结论和展望74-76
• 6.1 结论74
• 6.2 展望74-76
• 参考文献76-79
• 致谢79-80
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研工作80

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

1 刘炜;基于有限元法气缸寿命的研究[D];电子科技大学;2011年

2 杨世寿;卧式双缸柴油机缸盖热机耦合研究[D];昆明理工大学;2011年

3 李虎林;新型中速柴油机振动预测技术研究[D];武汉理工大学;2012年

4 梁佳;柴油机机体热机耦合分析与试验研究[D];昆明理工大学;2012年

5 银增辉;气缸套疲劳寿命预测研究[D];河南科技大学;2012年

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本文编号：314626