温度试验与热力耦合仿真对活塞结构的优化

为满足增压后汽油机的性能要求,对活塞结构进行改进。基于传热学理论和非线性有限元分析方法对活塞进行仿真分析,先将活塞、活塞销、连杆、缸套进行整体建模,并结合活塞温度测试试验对活塞的模拟温度场进行验证,再导入热载荷和机械载荷的边界条件,计算出在热力耦合作用下活塞的应力大小及分布情况。计算结果表明,结构改进后,活塞的最大应力值降低了129.63MPa,热应力和机械应力明显降低,满足增压后汽油机的使用要求,说明了改进后活塞结构是合理的。     

内燃机活塞销的应力、应变计算分析

内燃机活塞工作时顶部承受很大的气体压力,它们通过活塞销座传给活塞销,再传给连杆。因此活塞销必须有足够的强度和耐磨性,随着内燃机不断强化,对活塞销强度的要求越来越高,对其进行强度分析也显得更为重要,特别是为活塞销开发提供理论支持;采用有限元分析软件计算模拟的方法在经验数据及基础理论的基础上建立计算模型对活塞销进行进行应力、应变计算分析,并通过相关试验结果进行模型验证;结果表明在气缸爆发压力16.5MPa条件下,活塞销材料满足强度与变形要求。     

平板式直线伺服刀架在活塞非圆截面车床中的应用

随着现在环保要求越来越高,我国全面推行国IV和国V尾气排放标准,对内燃机的排放要求更高。活塞作为内燃机的关键零件之一,其尺寸、形状、位置精度的要求越来越高,特别是活塞的外圆截面的形状更加复杂。另外,为了满足更高排放标准要求的柴油发动机,钢活塞的应用越来越多。对于活塞非截面车床来说,则要求活塞外圆"仿型刀架"具有更高的响应频率与运动精度来满足生产效率与不断提高的精度要求,更高的加工刚性以满足对钢活塞加工的要求。针对上述需求,本公司开发了最新一代活塞外圆车削"仿型刀架"系统:小惯量平板直线伺服刀架+全数字式全闭环伺服控制器+活塞外形数学建模软件     

1E39FM汽油机活塞有限元分析

用有限元软件对１Ｅ３９ＦＭ汽油机活塞进行了有限元分析,通过计算表明,活塞温度及应力能满足工作要求     

汽车发动机活塞异形孔精密镗削微进给机构研究

将活塞做成异形孔可以降低其应力集中,提高其承载力降低活塞的疲劳磨损,延长其使用寿命。采用传统的方法很难满足活塞异形孔的加工精度要求,对活塞异形孔加工专用设备的微进给机构进行创新设计研究,提出一种基于超磁致伸缩材料的新型异形销孔加工方法。根据自动控制原理,结合超磁致伸缩材料特性,提出了异形活塞销孔径向微进给机构闭环控制系统,实际加工表明该方法提高了活塞加工的精度和效率,是目前解决活塞加工精度及效率问题的创新与突破。     

1E39FM汽油机活塞有限元分析

用有限元软件对１Ｅ３９ＦＭ汽油机活塞进行了有限元分析,通过计算表明,活塞温度及应力能满足工作要求。     

高速列车减振器新型活塞结构研发及仿真试验

为实现高速列车关键零部件国产化,结合高速列车对减振器的性能要求及运行环境,对高速列车CRH380BL二系横向减振器的活塞结构进行了创新设计。应用三维设计软件Solid Works完成减振器新型活塞结构设计,新型活塞结构具有更优秀的工作特性和工艺可控性。在MSC.Easy5环境下建立减振器的液压控制模型,通过减振器性能的仿真测试,完成新型活塞结构参数优选。将减振器试验台的测试结果与仿真数据进行对比分析,减振器仿真性能测试与试验结果基本吻合。结果表明:采用新型活塞结构减振器的压缩力值、复原力值以及不对称率等基本参数满足动车组油压减振器技术条件;减振器液压模型具有良好的仿真精确度;创新设计的液压减振器活塞满足设计需要和工作要求。     

活塞异形曲面造型技术研究

活塞对于发动机非常重要,随着CAE/CAM技术的发展,建立完整而精确的活塞数字模型很有必要。活塞外圆为自由曲面,形状复杂,现有的CAD软件不能实现其建模。本文在Matlab环境中,编写了M文件,生成活塞外圆三维空间型值点矩阵,然后把点矩阵分成180条自由曲线导入Pro/e中,利用曲面造型生成活塞外圆高仿真自由曲面。然后对完成的外圆型面进行精度分析,结果表明其精度达到±0.001,完全满足CAE分析和数控加工所需的要求。     

柴油机的活塞设计分析以及强度校核的研究

柴油发动机活塞的优化设计准则是,活塞的刚度和强度能够满足发动机的负载要求。在工作过程中,活塞的热负荷和机械负荷比较大,甚至不需要活塞的设计使用高温高质量材料高强度和低的热膨胀系数。一个在其工作过程中的发动机的核心部件是活塞,活塞的顶部部分是发动机燃烧室的其中一部分。与此同时,壁厚和形状的参数应合理,以尽可能减少加热区域及其自身质量。根据柴油机活塞设计的最佳需求,以四缸发动机的活塞设计为例,进一步分析其基本零部件的设计标准和强度。     

活塞销疲劳寿命预测的研究

疲劳破坏是活塞销的主要失效形式。对活塞销进行了载荷分析、利用APDL语言建立了有限元分析模型。理论计算了活塞销的疲劳安全系数。基于有限元结果结合Goodman单轴、Sinse多轴修正的名义应力算法,计算预测了活塞销的疲劳寿命。进一步利用FE-SEFE软件进行了单轴、多轴两种方法的疲劳寿命预测,验证该活塞销满足疲劳设计要求,理论验证了FE-SEFE软件在预测高周疲劳寿命的可行性。     

基于Pro/E的活塞裙部中凸变椭圆型面设计

随着汽车发动机不断向高速、高负荷发展,活塞裙部形状、精度对发动机工作性能有着关键的影响。在分析活塞裙部中凸变椭圆型面的特点及设计规律基础上,探讨建立了活塞裙部廓形数学模型。随着计算机辅助设计技术的快速发展在Pro/E环境下实现精确活塞裙部设计,进而完成活塞精确造型,为提高活塞后续CAE/CAM工作精度奠定基础。实例表明:方法通用性和精度较高,可以缩短产品的设计周期,提高企业市场竞争力,具有较好的工程应用价值。     

转速对EHA泵柱塞副柱塞位姿及泄漏量影响仿真分析

斜轴式轴向柱塞泵作为电动静液压作动器（Electro-hydrostatic actuator,EHA）液压系统的重要元件,高转速、高工作压力是实现其小型化、轻量化的重要手段。柱塞副是斜轴式轴向柱塞泵中重要的两对摩擦副之一,对斜轴式轴向柱塞泵的工作状况起着直接影响。随着缸体转动,柱塞在缸体柱塞孔中的位姿朝着各个方向不断变化,柱塞副泄漏量也随之变化。为准确得到高速高压下柱塞副的泄漏量并给出解释,充分考虑柱塞受力情况,通过对离散化的柱塞副油膜雷诺方程和力平衡方程进行迭代求解,使用柱塞端面偏移量来确切描述了柱塞在缸体柱塞孔中的位姿随转速的变化情况,据此给出了柱塞副泄漏量模型,分析了转速变化对柱塞位姿和柱塞副泄漏量的变化的影响。结论为EHA泵的设计提供了适当的理论指导。     

转子压缩机滚动活塞角速度的计算方法比较

转子压缩机滚动活塞角速度的计算对于压缩机的动力学分析至关重要,其计算方法有多种.近年来提出的简化解析式法及平均值法具有计算简便的特点,但其准确性方面却鲜有研究.以滚动活塞角速度的精确计算方法——迭代法为对比标准,利用MATLAB软件编写程序研究了两种方法(简化解析式法及平均值法)在计算活塞角速度时的计算精度,并研究了压...     

Integrated slipper retainer mechanism to eliminate slipper wear in high-speed axial piston pumps

The power density of axial piston pumps can greatly benefit from increasing the speed level. However, traditional slippers in axial piston pumps are exposed to continuous sliding on the swash plate, suffering from serious wear at high rotational speeds. Therefore, this paper presents a new integrated slipper retainer mechanism for high-speed axial piston pumps, which can avoid direct contact between the slippers and the swash plate and thereby eliminate slipper wear under severe operating conditions. A lubrication model was developed for this specific slipper retainer mechanism, and experiments were carried out on a pump prototype operating at high rotational speed up to 10000 r/min. Experimental results qualitatively validated the theoretical model and confirmed the effectiveness of the new slipper design.     

基于动网格技术的理想液压缸运动数值计算

液压缸是驱动高速大功率直线运动负载的首选元件,针对该负载的高精度可预知运动控制这一问题.为了了解液压缸在高速运行速度下的运动特性和动力学特性,以理想化的液压缸为对象,利用Fluent软件及动网格技术,对液压缸缸内流动流场和活塞运动过程进行了数值仿真,探讨了压差、供油口大小和工作行程等参数对活塞动态特性的影响.研究结果表明,液压缸活塞运动速度在启动瞬时和终止瞬时均出现了大幅度的波动,在其余运动过程中,运动速度表现为某一均值和规则性高频脉动值相叠加的形态;压差越高,脉动频率越高且脉动幅值越大;油口直径增大,速度脉动频率增高,脉动幅值相应减小;活塞上合力在启动瞬时和终止瞬时出现波动,在稳态运动过程中,合力表现出与速度类似的形态.该研究同时还给出了活塞速度与工作行程大小的关系.     

变粘度条件下柱塞摩擦副泄漏流量的计算

在变粘度的条件下，并同时考虑柱塞的偏心和变密封长度问题，对轴向柱塞泵中校塞与缸孔之间的特殊圆环缝隙的泄漏流量公式进行了推导，得到了该圆环缝隙泄漏流量计算公式的修正系数，为高速高压轴向柱塞泵的设计提供了一定的理论依据。     

静压支承球铰副支承反力的求解

提出了一种基于静压支承原理的球铰副的设计方法,并对该摩擦副油膜支承反力进行了求解,为高速高压轴向柱塞泵的设计提供了一定的理论依据。     

高速气缸缓冲腔系统缓冲能力研究

对高速气缸缓冲腔系统的缓冲能力进行了深入的理论分析.针对活塞基准速度为2 m/s、速度波动10%的高速气缸,通过对缓冲腔系统输入能量和输出能量的仿真研究和实验研究,从中获得了缓冲腔系统缓冲能力相对缓冲行程、活塞速度、驱动质量变化的规律性认识,为研制对高速气缸活塞速度变化有自适应能力的压力反馈式缓冲阀奠定了必要的理论基础.     

新型径向恒流柱塞泵的设计

本文提出了新型的恒流柱塞泵的理论分析和设计，针对柱塞泵的运动情况，阐述了为实现柱塞泵的无流量脉动的柱塞的运动速度曲线所必须具备的特征，导出了几种常见的恒流特征速度曲线，并设计了径向恒流柱塞泵。     

基于扩展Kalman滤波器测量氮爆式液压锤的性能

考虑到在缸体内运动的活塞,难以用传感器直接测量其运动状态：速度、加速度以及摩擦力、未知阻力。根据系统理论的方法,以活塞的位置、速度、加速度作为状态矢量,在采样间隔内,将活塞运动视为匀加速度运动,建立具有未知输入的活塞运动状态方程。将未知阻力视为有色噪声,并作为系统未知输入,设计扩展状态的Kalman滤波结构。依据气体的变化规律,得到活塞在采样各时刻的位置坐标。以最小方均误差作为测量准则,研究有色噪声输入线性系统的Kalman递推状态估计算法。算法自适应跟踪未知输入的变化,估算活塞冲程、回程的速度和未知的阻力,从而测量氮爆式液压冲击锤的冲击能量。测量结果表明,该方法具有较高的测量精度,与理论设计基本一致。