本文關(guān)鍵詞：某船用低速柴油機(jī)活塞性能研究

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【摘要】：柴油機(jī)自發(fā)明至今已有一百多年的歷史,并以其熱效率高、功率范圍廣和機(jī)動性好等優(yōu)點得到了廣泛的應(yīng)用。隨著人類社會的不斷發(fā)展,為滿足不斷增長的生產(chǎn)生活的要求,內(nèi)燃機(jī)向著高爆壓、高功率以及高速化等方向發(fā)展。隨著功率的不斷提高,柴油機(jī)所需承受的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷也將不斷增大,活塞作為柴油機(jī)中主要傳動和承載部件,活塞性能的好壞將直接影響柴油機(jī)的可靠性和使用壽命。在柴油機(jī)工作時,活塞受載工況非常復(fù)雜,因此對柴油機(jī)活塞進(jìn)行了熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷模擬計算以評估其是否具有較好的強(qiáng)度性能、剛度性能以及可靠性,對于柴油機(jī)設(shè)計研發(fā)是非常重要的。本文針對某型船用低速柴油機(jī),運用有限元分析軟件對該型號柴油機(jī)活塞組進(jìn)行熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷仿真研究分析,并對活塞組各部件進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性以及疲勞性能進(jìn)行校核,具體工作內(nèi)容如下:(1)基于熱分析理論基礎(chǔ),建立活塞流固耦合模型,運用流體動力學(xué)軟件和有限元分析軟件進(jìn)行聯(lián)合仿真求取活塞流體域和固體域耦合面上的邊界條件,并以此作為進(jìn)行活塞溫度場分析所需的邊界條件,求出活塞溫度場分布結(jié)果;(2)基于活塞應(yīng)力場分析理論,運用有限元分析軟件建立活塞有限元模型,將活塞溫度場分布結(jié)果作為溫度邊界,模擬活塞所受熱負(fù)荷,同時將通過理論計算和已知數(shù)據(jù)得到的機(jī)械負(fù)荷加載到活塞上,得到仿真計算結(jié)果并對將結(jié)果進(jìn)行對比分析,對活塞組各部件的強(qiáng)度性能和剛度性能以及危險區(qū)域進(jìn)行詳細(xì)分析和預(yù)測;然后對活塞桿進(jìn)行穩(wěn)定性分析,研究活塞桿屈曲特性;最后基于VDI2230螺栓強(qiáng)度計算規(guī)范驗證活塞螺栓的動態(tài)疲勞強(qiáng)度性能。結(jié)果顯示:活塞組各部件的強(qiáng)度、剛度以及穩(wěn)定性均滿足設(shè)計要求。(3)基于疲勞分析理論,運用疲勞分析軟件對活塞主要部件進(jìn)行疲勞分析,預(yù)測活塞部件的疲勞危險區(qū)域和疲勞安全系數(shù),計算結(jié)果顯示:活塞主要承載部件的安全系數(shù)均達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),滿足設(shè)計要求。通過上述主要工作內(nèi)容,通過仿真手段驗證柴油機(jī)活塞組各部件結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性,為柴油機(jī)活塞組各部件的設(shè)計和制造過程提供良好的依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U664.121

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1177518