柴油发动机缸垫密封可靠性技术研究

发布时间：2017-07-03 14:23

  本文关键词：柴油发动机缸垫密封可靠性技术研究

  更多相关文章： 缸垫 密封 有限元仿真技术 可靠性 CAD/CAE

【摘要】：在现代柴油发动机的气缸密封结构中，气缸垫起着至关重要的作用，其密封性能的优劣显得尤为重要，直接影响到柴油发动机工作的安全性和可靠性。因此，随着柴油发动机功率的提高，为了保证气缸密封的可靠性，对气缸垫的设计方法、结构和材料提出了更高的要求。其中能否对气缸垫密封性做出准确判断并保证良好的密封性能已成为缸垫设计的重要依据。 本文吸收了国内外相关设计、分析技术的先进理论和设计方法，通过应用有限元仿真分析技术对柴油发动机密封性能进行了详尽的分析。其中包括柴油发动机气缸垫在装配阶段螺栓预紧力的优化分析、柴油发动机气缸垫密封结构应力分析、最大爆破压力密封性能分析和柴油发动机工况下气缸垫密封性能瞬态分析；深入研究柴油发动机工况下其它因素对气缸垫工作时密封性能的影响，特别是柴油发动机工作时发热因素的影响；通过柴油发动机热稳态和热结构分析，观察气缸垫的热载荷分布及密封性能的影响；经过实验对比和数据反馈，找出提升柴油发动机气缸垫密封性能的因素，确定改善方案，从而提升产品的可靠性的方法，该方法改善了传统单独依靠经验设计难以满足现代设计的精度要求的缺点，从而大大提高试验精度和效率，为柴油发动机密封技术研究及探索气缸垫工作的可靠性和失效准则提供了可靠的理论依据。最后，本文以WD615柴油发动机气缸垫为例，完善了产品的分析、设计及加工仿真全过程，实现了产品从开发到生产的完整仿真试验的目的。 综上所述，本文的研究为柴油发动机密封性能的问题的解决提供了有力的技术支撑，其依靠CAD/CAE/CAM技术对柴油发动机缸垫进行设计验证、缺陷修改并减少其对于物理实验的依赖起重要作用和应用价值。特别是提高了企业新产品开发、制造的效率，缩短了新产品的开发周期，改进了产品设计方法，提高了制造的质量，降低了开发成本，并使企业形成了一种全新的新产品设计开发理念，，具有广阔的应用前景和竞争力。
【关键词】：缸垫 密封 有限元仿真技术 可靠性 CAD/CAE
【学位授予单位】：辽宁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TK421
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 课题的来源、研究背景和目的8-9
• 1.2 国内外研究发展现状9-12
• 1.2.1 CAE 技术的发展概况9
• 1.2.2 汽车工业 CAD/CAE 技术的国内外发展现状9-10
• 1.2.3 柴油发动机气缸垫的发展概况10-12
• 1.3 课题的研究方法12-13
• 1.4 课题的研究意义13-15
• 2 柴油发动机气缸垫结构密封性能有限元分析15-32
• 2.1 有限元分析理论及 CAE 软件 ANSYS WorkBench15-18
• 2.1.1 有限元分析理论及其发展历程15-17
• 2.1.2 CAE 软件 ANSYS WorkBench 简介17-18
• 2.2 WD615 柴油发动机气缸燃烧空间密封系统数字模型的建立18-22
• 2.2.1 数字建模软件 SolidWorks 简介18
• 2.2.2 数字模型的建立及其装配仿真18-22
• 2.3 WD615 柴油发动机气缸垫密封性能分析22-29
• 2.3.1 数字模型的简化22-23
• 2.3.2 分析类型的确定、导入数字模型及材料属性的分配23
• 2.3.3 模型网格类型的分析和选择23-24
• 2.3.4 装配体有限元分析接触对的选择24-26
• 2.3.5 边界条件的确定26-27
• 2.3.6 气缸垫密封性能有限元分析27-29
• 2.3.7 有限元实验结果分析29
• 2.4 有限元仿真分析结果与物理实验对比29-31
• 2.5 本章小结31-32
• 3 WD615 柴油发动机气缸垫密封性能的有限元优化设计32-37
• 3.1 WD615 柴油发动机螺栓预紧力优化分析32
• 3.2 气缸垫密封关键结构优化设计32-34
• 3.3 有限元分析结果的提取与处理34-35
• 3.4 优化分析之后与物理实验进行对比分析35-36
• 3.5 本章小结36-37
• 4 WD615 柴油发动机及气缸垫密封性能瞬态分析37-46
• 4.1 分析模型的确定37
• 4.2 瞬态分析前处理37-40
• 4.3 瞬态分析后处理40-45
• 4.3.1 WD615 柴油发动机整体瞬态分析40-44
• 4.3.2 WD615 柴油发动机气缸垫密封可靠性能瞬态结果分析44-45
• 4.4 本章小结45-46
• 5 柴油发动机热稳态及热—结构耦合分析46-53
• 5.1 柴油发动机热稳态和热—结构耦合分析技术的应用46
• 5.2 热稳态分析模型的确定46-47
• 5.3 对流换热系数、温度设置及对流换热面选择与分析47-49
• 5.4 WD615 柴油发动机热稳态结果分析49-51
• 5.5 WD615 柴油发动机气缸垫热—结构分析51-52
• 5.5.1 分析前处理51
• 5.5.2 气缸垫热—结构耦合结果分析51-52
• 5.6 本章小结52-53
• 6 WD615 柴油发动机气缸垫冲压模具设计及气缸垫加工仿真53-59
• 6.1 CAD/CAM 冲压成形加工运动仿真技术的应用53
• 6.2 WD615 柴油发动机气缸垫调整板冲压模具设计53-58
• 6.2.1 冲压模具设计软件 LOGOPRESS3 简介53-54
• 6.2.2 成型件分析54
• 6.2.3 创建、编辑料带排样54-55
• 6.2.4 冲头和压力文件的分析55-56
• 6.2.5 调整板冲压模具模架设计56-57
• 6.2.6 模具总装配体57-58
• 6.3 WD615 柴油发动机气缸垫调整板加工仿真58
• 6.4 本章小结58-59
• 7 结论和展望59-61
• 7.1 结论59-60
• 7.2 研究展望60-61
• 参考文献61-63
• 攻读硕士期间发表学术论文情况63-64
• 致谢64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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1 刘志恩;内燃机燃烧室多体耦合系统三维瞬态传热模拟及应用研究[D];华中科技大学;2007年

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