发动机排气门第二热点疲劳寿命预测方法的研究

基于ANSYS建立了发动机气门、气门座与导管组件接触模型,并以此分析了排气门异常工况下的应力状态及其S-N关系曲线,计算出与发动机气缸内压力相对应的排气门第二热点处载荷谱及其累积疲劳损伤率。研究表明:排气门第二热点处存在高弯曲应力,其峰值分别发生在燃烧冲击及落座瞬间;但燃烧冲击时对疲劳损伤率的贡献远高于气门落座时。研究还表明:排气门正常工况下为无限疲劳寿命,影响其早期疲劳失效的主要因素是异常工况—气门往复运动偏摆角;论文基于实例讨论了发动机工作参数与排气门疲劳寿命之间的关系规律。     

液压驱动式气门落座特性仿真研究

针对液压式配气系统气门落座特性的问题,文章建立液压驱动式气门的回落过程的数学模型,利用AMESim搭建系统模型,对影响液压式驱动气门落座特性的关键参数进行进一步的研究,结合ANSYS软件针对气门在不同速度下落座应力特性进行了研究。结果表明:随发动机速度的增加,气门落座时的速度也会增大,在高速(6000r/min)时气门落座后还会出现反跳现象;圆锥环形缝隙缓冲不仅可以降低落座速度,而且会影响气门运动时速度的波动;气门质量对气门落座产生的影响较小;较大速度的落座容易在气门轴颈处产生应力集中现象,不利于气门的落座。     

基于ANSYS-WORKBENCH的气门偏摆落座力研究

利用Pro/E对气门、气门导管、气门座进行建模,装配,将其导入ANSYS-WORKBENCH中,分析了在不同气门-导管间隙ΔD及不同气门导管长度L2的情况下,气门头部轴向变形及应力的变化规律。结果表明:气门-导管间隙ΔD对气门落座力的影响很大,如能将其控制在0.2mm范围内,则可有效地控制其落座偏摆;气门头部轴向变形及气门受拉侧最大应力值随着L2的增大而增大;L4的最佳取值为45mm。研究结果为合理控制气门-导管间隙及气门导管的选择和安装提供了理论的依据。     

基于ANSYS的气门力学特性分析

通过对发动机常用配气机构进行动力学特性分析,得出气门的运转情况下的载荷情况,然后以排气门为分析对象, 建立气门-气门座受力简化模型.最后通过应用ANSYS软件,对该模型进行分析计算,得出气门在最大载荷情况下的应力和变形情况等。     

发动机特征振动信号的测试及小波分析

采用BSWA VS302 USB便携式双声道声学振动分析仪对DA462型发动机进行振动试验,试验时分别模拟气门间隙正常与故障状况,采集不同转速时不同气门间隙下发动机表面的振动信号.用db4小波对这些振动信号进行分解,重点分析了发动机排气门落座的冲击信号即D3层信号.分析结果表明：db4小波适合于发动机振动信号分析;发动机气门间隙的变化会引起振动能量的变化,气门落座冲击产生的能量占总能量的比例也会发生很大变化.根据测量不同转速时的能量分布结果和能量比数值,可以判断出当前气门间隙的工作状态,实现发动机在不解体情况下的状态检测.     

气门偏心对其应力分布的影响

在气门偏心落座力学模型的基础上,采用有限单元法分析了在不同偏心条件下的气门偏心对其应力状态的影响.结果表明,落座偏心对气门应力的影响很大,特别是随着偏转程度的加大,气门头部的变形也呈现明显的增大趋势;在偏转角一定的前提下,气门表面应力将随导管长度的增长而增大.     

内燃机气门-座圈摩擦副磨损机制的实验研究

通过台式实验装置模拟内燃机气门与座圈的负荷环境和接触条件,采用三角形负荷波形研究了燃烧负荷对气门和座圈磨损的影响,采用正弦波位移,并采用类似于在摩擦滑动试验中所采用的峰值负荷,研究了当气门关闭时,气门对座圈的冲击以及燃烧负荷的影响,分析了气门与座圈的磨损机制和气门与座圈磨损的主要影响因素.研究表明,气门与座圈的磨损包括2种不同的机制:气门关闭时的落座冲击和燃烧压力作用下气门在座圈上的滑动,并且磨损的主要机制与气门的关闭速度、燃烧负荷、气门相对气门座圈的不对中度以及气门和座圈的材料选择等工作状态有关.     

内燃机气门及气门座修理工艺的改进

分析了内燃机气门头厚度对气门座磨损及其下陷量对燃烧性能的影响,气门和气门座接触面宽度与烧蚀、斑点形成的关系,气门落座拍击压强与耐磨性.对原配对互研工艺进行了改进,从保证气门落座压强及避免气门头弹性变形磨损等方面提出了改进意见.     

电液驱动可变气机构缓冲过程研究

电液驱动可变气门机构缓冲过程影响气门机构的冲击性能及气门运动的响应性能。基于AMESim仿真软件,设计了电液驱动可变气门系统,研究了节流阀节流面积和节流行程对气门运动缓冲过程的影响规律,并采用遗传算法对节流阀控制参数进行寻优,改善气门运动缓冲性能。结果表明,减小节流行程和增大节流面积可以提高气门运动的响应性能。通过遗传算法对控制参数进行寻优,在优化的控制参数下气门行程终了速度明显改善,气门开启至最大行程时速度降至0.11m/s,气门关闭落座速度降至0.07m/s,同时保证气门运动的响应性能。     

气门弹簧动力计算的有限元方法

在发动机配气机构中，气门弹簧的刚度较低，容易在外部激励下发生共振，其应力幅度可增加５０％或更大。因而在气门弹簧的设计试制阶段，需要一种有效的对其进行运动与应力分析的手段。本文采用有限单元法，推导出气门弹簧的动力计算模型，并用此模型对某些发动机气门弹簧进行了动力分析，求出了该气门弹簧固有振型、自振频率及各簧圈的运动和振动。计算结果表明，该模型具有较高的精度并得出了一些有益的结论。     

高温蝶阀筋板设置对阀座强度的影响及分析

基于大型通用有限元软件ANSYS,分别对筋板在垂直及倾斜放置时的高温蝶阀阀座进行数值模拟和加载分析,获得了高温蝶阀阀座的径向、周向、轴向和MISES等效应力场情况,对两种阀座的承载能力进行了对比和分析,为高温蝶阀的结构优化和安全选型提供参考依据。     

防气泵阀座的三维有限元分析及结构优化

应用从美国 Ｐ Ｔ Ｃ 公司引进的 Ｐｒｏ／ Ｅ 软件,在 Ｓ Ｇ Ｉ工作站上对防气泵阀座进行了三维有限元数值计算,确定了泵阀座的应力分布和变形规律。通过分析多种因素对防气泵阀座强度及密封性的影响,对其结构进行了优化改进,不仅降低了高应力区的当量应力值,而且使防气泵阀座与阀的密封更加可靠。     

Study on the design of ball valve based on elastic ring valve seat structure and fluid characteristics and fatigue strength

Aimed at the technical problems such as the influence of granular medium on spring pre-tightening force sealing, a new ball valve based on elastic ring valve seat structure is studied. The spring plate type valve seat structure is designed to cooperate with the ball core for sealing, and the blade spring coil is used to cooperate with the ball core for sealing in the spring plate type valve seat structure. Wherein the supporting back ring supports the blade leaf spring on the outer side to enhance and protect the role of the blade spring coil. The design without the spring cavity avoids the problem of sealing failure caused by medium entering into the spring cavity and affecting the compression spring, and avoids the situation that the valve seat can be sealed with the ball core by pre-tightening the compression spring, thus avoiding the problem of sealing failure caused by the valve seat sticking on the valve body. The mechanical and flow characteristics are studied and analyzed by the ball valve characteristic test system. The stem torque, unbalance torque, flow characteristics and flow coefficient variation at different nominal diameters are analyzed. The seal allowable squeeze stress and seal surface pressure are analyzed, and the seal is stable and reliable with the seal pressure meeting the seal design criteria. The fluid dynamics simulation analyzes the velocity, pressure and flow traces of the fluid flowing through the ball valve under three opening degrees: fully closed, half open and fully open, the maximum velocity-pressure and opening degree variation curves of the inlet and outlet, the maximum velocity-pressure and opening degree variation curves of the inlet and outlet under different nominal diameters and the flow resistance coefficient curves. Static strength analysis was done for the ball core and spring plate seat structure to obtain the stress, displacement, strain and safety factor. The fatigue strength of the ball spool and spring-loaded plate seat structure was analyzed, and the total number of lives (cycles) and load factors were obtained, and the results show that the fatigue strength of the ball spool and spring-loaded plate seat structure is safe and the fatigue strength meets the requirements. Ball valve pressure test, low pressure sealing test and high pressure sealing test, valve body strength and ball valve sealing performance all meet the requirements.     

发动机气门-门座副磨损量的理论分析

分析了冲击性交变载荷、高温、燃烧废气以及恶劣的润滑状况等工况对发动机气门-门座副磨损的影响,以2个相互配合的＂联接体＂模型计算发动机气门-门座副的磨损量,确定了磨损过程中两接触表面之间的压力分布、在气门-门座副使用期限内的极限线磨损量和气门、门座两摩擦表面上线磨损量的分布情况,可用于预测气门-门座副使用寿命。     

基于ANSYS的钻井泵泵阀有限元分析

运用ANSYS对BF700I新型钻井泵泵阀的带筋阀座进行了三维有限元分析。结果表明,改进的泵阀阀座具有较好的稳定性;在泵阀小端面接近内锥面处,应力变形最大;阀座外锥面底部边缘的应力较大;中间阀盘的底部轴孔边缘也有很大的应力集中。     

双阀座止动式旋塞阀设计及接触应力分析

针对目前常用的旋塞阀容易发生转动失效的问题设计了一种双阀座止动式旋塞阀。该旋塞阀在发生井喷关闭后,可有效减小旋塞阀球形阀芯和阀座之间的接触应力,减少球形阀芯的变形,从而使旋塞阀开启转动力矩变小,并能保证其密封的可靠性,有效解决了旋塞阀容易发生转动失效的问题;另外还通过建立球形阀芯和阀座接触的力学模型和ansys有限元分析软件分别对旋塞阀工作时球形阀芯和阀座的接触应力进行了理论计算和有限元分析。     

截止阀焊接阀座的应力计算与分析

介绍了计算机辅助截止阀焊接阀座应力计算的方法、程序和过程,给出了计算结果并作了比较和分析,提出了消除阀座应力变形的改进方案和建议。     

Fabrication and testing of Al-SiCp composite valve seat inserts

In the present work Al-SiC_p composite valve seat inserts with 10, 15, 20, and 25 wt?% of SiC_p were fabricated through die compaction of powders and subsequent sintering at 580 °C. Valve seat inserts were also fabricated through the gravity die casting process. The Rockwell hardness, density, radial crushing load and surface roughness of the Al-SiC_p composites (with different wt % of SiC_p) and steel valve seat inserts presently used in engines were measured and compared. The Rockwell hardness and radial crushing load for Al-15, 20, and 25wt% of SiC_p composite valve seat inserts were higher than that of the steel valve seat inserts presently used in engines. The microstructure of the cast and powder metal Al-SiC_p composites was also studied.