具有仿生条纹结构的内燃机活塞疲劳特性回归分析

发布时间：2017-10-24 09:37

  本文关键词：具有仿生条纹结构的内燃机活塞疲劳特性回归分析

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【摘要】：活塞不仅是内燃机的主要运动部件而且工作环境最为恶劣。该文通过对活塞形态的改进,来提高活塞减磨、降阻的效用,以延长活塞的疲劳寿命。首先针对内燃机实际工况确定机械和热边界条件,然后对活塞进行热-机耦合仿真分析,观察其应力、应变和变形情况。受到与内燃机活塞运动情况接近的土壤动物蚯蚓的减阻、耐磨体表结构的启发,根据受试活塞外形尺寸,将宏观形态的仿生条纹和通孔设计加工在活塞裙部表面,以达到减磨、散热、提高活塞疲劳寿命的目的。活塞热-机耦合分析结果表明其整体受力为不均匀分布,基于此该文改进研究了变尺寸排布的仿生条纹深度、宽度、列间距。采用三水平三因素正交表制定9种仿生活塞试验方案,采用部分正交多项式回归设计对仿生活塞热-机耦合分析和疲劳寿命预测结果进行对比并优化仿生结构。选取3个最优活塞和标准活塞进行台架试验。最终发现仿生活塞比标准活塞疲劳寿命平均提高了8.8%,磨损量平均减小了90%,顶部温度平均降低了5%。该研究为活塞形态优化改进和延长内燃机整机疲劳寿命提供了参考。
【作者单位】： 长春工程学院工程训练中心;吉林大学工程仿生教育部重点实验室;长春工业技术学校教务科;长春工程学院水利与环境工程学院;
【关键词】： 内燃机 疲劳试验 仿生学 仿生条纹 回归设计 内燃机活塞
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51375205);国家自然科学基金青年科学基金项目(51308066) 吉林省科技发展计划资助项目(20130522105JH) 吉林省高等教育学会资助项目(JGJX2015D196)
【分类号】：TK403
【正文快照】： 吴波,丛茜,杨利,刘洋,金绍江,王洪臣,刘鸿涛,田为军.具有仿生条纹结构的内燃机活塞疲劳特性回归分析[J].农业工程学报,2016,32(4):48-55.doi:10.11975/j.issn.1002-6819.2016.04.007 http://www.tcsae.orgWu Bo,Cong Qian,Yang Li,Liu Yang,Jin Shaojiang,Wang Hongchen,Liu H

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本文编号：1088174