本文關(guān)鍵詞：小型增壓強(qiáng)化汽油機(jī)缸蓋熱機(jī)疲勞分析研究

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【摘要】：缸蓋是發(fā)動機(jī)的關(guān)鍵零部件之一,其性能直接決定著整機(jī)運行的可靠性。本課題源于工程實際,以某款1.0L增壓汽油機(jī)正向開發(fā)中的缸蓋設(shè)計為背景,針對缸蓋熱機(jī)疲勞的機(jī)理、模擬仿真分析和評價方法進(jìn)行了全面而深入的研究。通過在設(shè)計初期對發(fā)動機(jī)正常工作過程及缸蓋冷熱沖擊試驗進(jìn)行模擬,預(yù)測其高周疲勞安全系數(shù)和低周疲勞壽命,為新一代發(fā)動機(jī)的可靠性設(shè)計提供依據(jù)。首先,建立三維整機(jī)模型和有限元網(wǎng)格模型。通過整體接觸多場分步耦合研究方法,建立包含完整缸蓋、機(jī)體、缸蓋墊和缸蓋螺栓的接觸關(guān)系模型,避免了缸蓋局部模型研究不足;通過對冷卻水套和缸內(nèi)工作過程的CFD分析獲取了熱負(fù)荷分析所需的熱邊界條件,降低了由經(jīng)驗公式計算而來的熱邊界條件造成的誤差。其次,采用流-固耦合方法分析缸蓋熱負(fù)荷,并對缸蓋在熱機(jī)負(fù)荷綜合影響下的應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行了彈塑性有限元分析。結(jié)果表明,缸蓋標(biāo)定工況最高溫度為217.2℃,低于鑄鋁合金的工作溫度限值260℃;缸蓋火力面上危險點的等效塑性應(yīng)變趨于穩(wěn)定后的數(shù)值為2.088e-03,低于0.02的安全限值,是安全的。然后,采用上述結(jié)果設(shè)置不同分析步,對缸蓋熱機(jī)疲勞性能進(jìn)行預(yù)測。結(jié)果表明,高周疲勞最小的安全系數(shù)為1.21,大于1.1的安全系數(shù)限值;低周疲勞最低壽命為7480循環(huán),滿足發(fā)動機(jī)可靠性試驗規(guī)定的3000循環(huán)和工程設(shè)計要求;低周疲勞危險點機(jī)械損傷和氧化損傷占總損傷的比例分別為96.47%和3.42%。根據(jù)可靠性設(shè)計分析理論,缸蓋結(jié)構(gòu)在高周疲勞應(yīng)力水平下的可靠度為98.3%,而在低周疲勞應(yīng)力水平下的可靠度為90.6%,缸蓋低周疲勞可靠性低于高周疲勞。最后,對發(fā)動機(jī)樣機(jī)進(jìn)行可靠性試驗。試驗結(jié)果表明,缸蓋性能與預(yù)期相符,證明了本文數(shù)值模擬計算及評價方法的有效性。本文提出了正向工程中全面預(yù)測缸蓋熱機(jī)疲勞性能的研究方法,具有重要的工程實際意義。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TK413

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1 王彥偉;羅繼偉;葉軍;陳立平;;基于有限元的疲勞分析方法及實踐[J];機(jī)械設(shè)計與制造;2008年01期

2 溫亞軍;鞏錄勝;李云;宋志剛;;汽油機(jī)廢氣渦輪增壓技術(shù)探析[J];企業(yè)技術(shù)開發(fā);2014年09期

3 周大坤;李玉偉;李召生;林林;;貯料罐有限元疲勞分析[J];鍋爐制造;2009年04期

4 杰弗里.M.斯蒂爾 ,托尼.C.T.雷姆 ,姚昌啟;提高疲勞分析的精確度[J];南昌大學(xué)學(xué)報(工科版);1984年02期

5 程鳳;趙章焰;;岸邊集裝箱起重機(jī)靜力及疲勞分析[J];起重運輸機(jī)械;2007年04期

6 楊德榮;橢圓截面構(gòu)件的疲勞分析[J];航空學(xué)報;1988年S1期

7 文靜;房永剛;路燕;鄒鳴中;張躍;孫造占;;核安全設(shè)備疲勞分析方法與步驟[J];原子能科學(xué)技術(shù);2014年01期

8 許艷玲;張保;;吸附塔的疲勞分析[J];現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備;2012年01期

9 Jeffrey M.Steele;Tony C.T.Lam;曾紀(jì)榮;;提高疲勞分析的精確度[J];國外鐵道車輛;1984年02期

10 趙麗娟;孫曉娜;張佃龍;;掘進(jìn)機(jī)鏟板有限元疲勞分析[J];機(jī)械設(shè)計與研究;2012年05期

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1 葉祥記;祝濤;張孝衛(wèi);張鑫;;簡化疲勞分析的基本原理及其工程應(yīng)用[A];'2009全國鋼結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)年會論文集[C];2009年

2 劉洪濤;于皓;侯濤;張孝衛(wèi);鄧賢鋒;;海洋簡易平臺樁的疲勞分析[A];2009年度海洋工程學(xué)術(shù)會議論文集（上冊）[C];2009年

3 薛貴林;宇慧平;隋允康;趙爾冰;杜家政;岳彩銳;;脈動真空滅菌器的疲勞分析[A];北京力學(xué)會第14屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2008年

4 羅修純;;傳統(tǒng)疲勞分析方法的適用性與局限性[A];第三屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會議論文集（上）[C];1994年

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1 劉偉;小型增壓強(qiáng)化汽油機(jī)缸蓋熱機(jī)疲勞分析研究[D];天津大學(xué);2016年

2 蓋宇飛;雙噴射系統(tǒng)汽油機(jī)顆粒物排放特性研究[D];天津大學(xué);2016年

3 陳旭;混合氣分層方式對醇—汽油發(fā)動機(jī)燃燒和排放特性的影響[D];天津大學(xué);2016年

4 徐豐;汽車后扭力梁的疲勞分析與研究[D];河北工程大學(xué);2015年

5 鐘知原;動應(yīng)力數(shù)據(jù)采集及疲勞分析系統(tǒng)研究[D];西南交通大學(xué);2016年

6 劉瀾;香蕉型振動篩的動態(tài)性能及疲勞分析[D];陜西科技大學(xué);2016年

7 周坤鵬;雙質(zhì)量飛輪關(guān)鍵零件的疲勞分析與試驗[D];合肥工業(yè)大學(xué);2016年

8 張瑩瑩;重合式箕斗罐籠結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2014年

9 李玉;變速器箱體結(jié)構(gòu)疲勞分析及內(nèi)流場的模擬[D];重慶理工大學(xué);2016年

10 周遠(yuǎn)芳;飛灰排放槽過濾器應(yīng)力評定及疲勞分析[D];東北大學(xué);2008年

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本文編號：1253434