热机载荷下气缸盖蠕变—疲劳损伤研究

发布时间：2017-11-17 16:26

  本文关键词：热机载荷下气缸盖蠕变—疲劳损伤研究

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【摘要】：近年来,随着柴油机功率密度和转速的提升,燃烧室内燃气压力、温度大幅提高,这使得气缸盖所承受的热负荷和机械负荷也急剧升高。气缸盖是柴油机的关键零部件,其可靠性直接影响着发动机的寿命。因此很有必要研究热机载荷下气缸盖的应力场分布。同时,由于载荷、结构、约束和冷却介质的综合作用,导致热、机械载荷在气缸盖不同区域损伤贡献率不同。本文利用AVL-Fire软件,针对发动机在不同工况下的工作情况进行性能分析,获得气缸盖火力面侧燃气温度、换热系数等分布规律,为下一步仿真工作提供边界条件。利用有限元软件对气缸盖进行仿真计算,得到不同工况下气缸盖温度、应力以及应变分布。并基于气缸盖不同位置热应力、机械应力以及热机耦合应力的数值,进一步分析气缸盖不同位置应力值随工况变化规律,得到相关的应力变化曲线。通过综合比较各种疲劳损伤计算方法的特点,结合气缸盖在实际运行过程中热载荷低频变化、机械载荷高频变化的特点,提出了基于连续损伤力学的疲劳寿命预测方法。考虑材料的蠕变损伤与疲劳损伤间的相互影响,建立了材料的蠕变-疲劳损伤计算模型。随后采用该模型计算不同载荷下气缸盖疲劳损伤,进一步分析气缸盖鼻梁区等处热载荷在疲劳损伤中的贡献率。
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK423

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本文编号：1196684