发动机气门三维有限元分析及变形规律研究

应用I－DEAS7．0CAD／CAE软件，对发动机的气门进行了三维有限元分析，并研究了气门在冲击气门座瞬间的应力分布及变形规律，研究结果为气门的失效分析和进一步完善发动机气门－气门座这一典型摩擦副的材料设计提供了理论依据。     

异常工况下双进双排气门-导管许用间隙值研究

为提高双进双排气门的使用寿命,以气门-导管间隙ΔD为特征变量,采用有限元法分析ΔD、锥面角β对气门应力特性的影响,并探讨了在异常工况下双进双排气门的许用ΔD。研究表明:当ΔD≤0.22 mm时,最大应力及第二热点应力变化较稳定,而当ΔD>0.22 mm时,其随ΔD增大而急剧增大;此外,当ΔD=0.22mm时,最大表面应力随β的增加而增大,而第二热点应力随β的增加呈现先减小后增大趋势,且β=45°时,气门第二热点应力最小。研究有助于异常工况下双进双排气门的失效分析和气门结构的优化设计。     

基于Simulink的发动机落座力仿真分析

为分析气门-气门座寿命的重要影响因素——气门落座力．以EQ6100为例，提出了一种发动机配气机构落座力的计算方法．即在建立一种新的气门落座力分析模型后运用．Matlab软件中的Simulink模块对其进行仿真分析以求出气门落座力，在此基础上探讨了配气机构集中质量、预紧力、气门弹簧刚度对发动机落座力的影响，结果表明：集中质量和预紧力对落座力的影响较大．这为发动机气门机构的设计和寿命预测提供了依据。     

发动机排气门失效机量研究的国内外概况

对汽车发动机排气门失效机理研究现状进行了分析,重点讨论了排气门材料的磨损失效机理及发动机工况对排气门失效的影响,探讨了进一步提高其使用寿命的有效途径。     

带有凹槽结构活塞裙部的正交试验

针对发动机活塞失效形式,结合活塞工作过程中所受应力的非均匀分布,以XL-2V型发动机为试验对象,将均匀排布的减阻耐磨型凹槽、凹坑结构优化变形为非均匀排布形式应用于活塞裙部.为了保证凹槽和通孔卸载活塞环槽集中应力作用的实现,同时使凹槽和通孔不影响活塞裙刚度以加大活塞裙底部变形,在发动机活塞裙部表面以环形形式逐行加工出变深度、变宽度、变间距的宏观凹槽及通孔形态,且槽深、槽宽、槽间距距离活塞顶部越近尺寸越大.运用正交试验方法制定了9种试验方案,选取3因素分别为孔槽分布类型、凹槽深度和凹槽宽度.搭建发动机冷试验台架,对9种凹槽形活塞和标准活塞进行对比试验,以磨损量和功率损耗率为试验结果指标.试验结果表明:凹槽形活塞磨损量平均减少35%、功率最大提高1%;凹槽形分布较其他2种分布类型减阻、耐磨效果更佳;较小的凹槽深宽设计更有助于保证活塞刚度、延长活塞寿命.     

发动机排气门失效机理研究的国内外概况

对汽车发动机排气门失效机理研究现状进行了分析,重点讨论了排气门材料的磨损失效机理及发动机工况对排气门失效的影响,探讨了进一步提高其使用寿命的有效途径。     

利用有限元技术获得弹簧参数

针对气门弹簧动力学参数的获取方法展开讨论.在构建气门机构虚拟样机的过程中,气门弹簧采用“多质量 非线性连接”的动力学模型,基于MSC.Nastran和MSC.MARC平台对气门弹簧的模态进行模拟,并分别对各个簧圈的刚度特性进行模拟.通过与整体弹簧模型和物理实验的对比,以及通过气门机构动态实验和仿真分析的对比,证实了本文参数获得方法的可靠性.依据得到的弹簧参数建立了气门机构虚拟样机,并对气门弹簧的动态特性进行了仿真分析.实验证明,本文提供的方法为气门弹簧模型提供一个几乎完全数字化的分析方法.     

激光强化后7050凹槽铝板的残余应力分布规律研究

为了研究激光冲击强化后7050-T7451凹槽铝板残余应力场分布,测量了冲击后凹槽的残余应力分布规律:从凹槽中心到凹槽边缘,残余应力逐渐减小;在凹槽边缘底边处取最小值;然后沿凹槽边缘上升而增大,表面残余应力在凹槽曲面底边处取到最小值。采用ABAQUS有限元软件建立凹槽铝板的三维有限元模型,利用VDLOAD子程序施加载荷,进行数值分析得到了激光喷丸后残余应力分布并与试验测量结果对比,符合较好;然后研究了不同激光参数对凹槽铝板残余应力场的影响规律。结果表明:随着激光功率密度从0.84 GW/cm~2增加到5.29 GW/cm~2,残余应力先减小后增加,激光功率密度为3.06 GW/cm~2时达到最小值-230 MPa;随着光斑直径从4 mm增加到6 mm,残余应力由-214 MPa增加至-30 MPa;随着激光脉宽从10 ns增加到40 ns,残余应力由-21 MPa减小至-288 MPa,残余压应力层深度逐渐增加;表面残余应力的最小值在凹槽曲面处取得。     

电液式柴油机可变气门系统结构强度分析

利用有限元法,对比分析原机配气机构与改进后可变气门机构关键零部件的结构强度,同时利用名义应力法对零部件的疲劳寿命进行对比。结果表明:相比原机气门机构,当液压缸内出现最大稳态压力载荷,可变气门机构零部件总体静应力分布与原机相差不大,应力最高增幅出现在挺柱组件中,应力最高增加20.2%;当缸内出现瞬态压力振动幅值,挺柱组件的应力增加到原机的127.4%,但零部件最大应力依旧远低于材料屈服极限,静应力满足强度要求。此外,分别使用Goodman方程和Gerber方程来描述应力幅和平均应力之间的关系时,零部件的应力幅低于材料的疲劳极限,零部件寿命满足发动机零部件无限寿命设计要求。     

汽车发动机气门弹簧的设计方法探析

阐述汽车发动机气门弹簧的作用,通过分析发动机气门弹簧优化设计的设计变量、目标函数和约束条件,提出了发动机气门弹簧优化设计的数学模型,并通过实例验证了模型的可行性.     

天然气平板闸阀的有限元应力分析及结构改进

为了研究某闸阀发生开裂事故的原因,利用有限元方法对闸阀结构进行了应力分析.根据闸阀结构二维图纸的相关参数,运用三维建模软件建立闸阀的几何模型;将几何模型导入有限元分析软件ANSYS的仿真平台Workbench,建立闸阀的有限元分析模型;以闸阀的实际工作情况为依据,对闸阀的有限元分析模型施加边界条件,计算出闸阀的应力分布.闸阀的应力分布结果显示,闸阀在其凸台结构处具有应力集中现象且闸阀的最大应力也出现在凸台结构处,易引起闸阀凸台处的开裂.为了缓解闸阀凸台结构处的应力集中现象,对闸阀结构进行改进,去掉闸阀上引起应力集中的凸台结构.改进后的闸阀有限元应力分析表明：其最大应力值比改进前降低了37％左右,能更好地保证闸阀的安全使用.     

深海热液采样阀耐高压塑料阀芯研究

为了维持深海采集的热液样品压力,提出了一种耐高压热液采样阀设计方案.针对阀芯在高压差下易发生塑性变形甚至断裂的问题,基于有限元模型仿真分析了不同结构的塑料阀芯应力分布,探讨了不同截面的应力变化情况.分析结果表明,O型圈沟槽尺寸和R2是影响阀芯应力分布的主要因素.实验研究了阀芯顶端的静态变形,阀芯变形的仿真结果与实验结果基本吻合,间接验证了应力分析的结果,表明使用优化结构阀芯的采样阀能够满足深海高压使用要求.     

多重雷击下线路避雷器氧化锌阀片的劣化特性试验研究

多重雷击会加速劣化氧化锌阀片,造成阀片的电、热性能急剧下降,不同多重雷击参数下氧化锌阀片的破坏具有显著差异性。为此,本文开展了不同多重雷击参数对氧化锌阀片劣化特性的研究：首先搭建了多重雷击试验研究平台,对阀片进行了单重1倍额定电流、单重1.5倍额定电流、4重1倍额定电流、单重1.5倍额定电流和12重1倍额定电流的5种工况冲击试验,测试了阀片的直流参数和温升,进而分析了多重雷击参数对试验结果的影响,最后对阀片的非线性系数、热应力和破坏形式进行了讨论。结果表明：不同工况下直流参考电压变化均呈“下降—平稳—下降”趋势,4重出现直流参考电压陡降现象,12重出现泄漏电流陡升现象;1.5倍额定电流工况下阀片泄漏电流在前期与标称电流工况的变化幅度相近,后期时急剧劣化;非线性系数也存在“下降—平稳—下降”规律,增大冲击重数和幅值会使非线性系数下降趋势增大;冲击重数和幅值增大使阀片外圈处最大热应力增加,阀片外圈出现不同长度的缺块。     

170F 柴油机气门的断裂失效分析

就１７０Ｆ柴油机气门的早期断裂进行了失效分析根据该零件的工作条件及所进行的宏观断口分析、扫描电镜分析及金相检验,认为该气门断裂为疲劳断裂失效;锁夹槽处粗糙的加工表面导致高的应力集中是造成早期疲劳失效的主要原因作者为提高该型号气门的寿命提出了建议     

基于ANSYS/Fluent的FSAE赛车限流阀的仿真优化研究

为设计赛车进气效果最佳的限流阀,本文采用Solidworks软件,建立赛车发动机限流阀三维实体模型,利用ANSYS中Fluent模块对限流阀模型内流场进行分析,得到限流阀内部的压力场和速度场分析云图,根据分析结果选取锥形口的限流阀结构,并对限流阀的设计参数进行优化分析.分析结果表明,为保证发动机气流流量的供应和进气气流的稳定,选择出口锥角为14°,进口直径为50 mm,渐缩长度为50 mm,渐扩长度为90 mm的限流阀,发动机气流流量的供应和进气气流较为稳定,进气效果最理想.该研究改善了FSAE赛车限流阀对发动机动力性能的影响.     

轴向柱塞泵端面开槽配流副动压支撑特性

针对轴向柱塞泵配流副容易出现磨损的问题,为改善其润滑特性,研究轴向柱塞泵配流副配流端面开槽对其动压支撑特性的影响.建立并分析配流副动压支撑特性的数学模型,根据流量守恒定理,利用有限体积法对矢量形式的雷诺方程进行数值离散,分析配流端面开槽后动压分布规律以及支撑作用效果,得到全膜润滑状态下摩擦因数的变化规律,并建立了配流副实验台进行实验验证.结果表明:在一定条件下,配流端面辅助支撑带开槽对配流副动压支撑性能起正效果,并且随着开槽数目的增加,配流副动压支撑性能改善;存在一个在配流端面开槽与未开槽结构形式下支撑特性相同的特征倾斜角;在特定的缸体倾斜角下,可以选择相应开槽深度,即在该槽深的"特征倾斜角"大于该缸体倾角,配流端面辅助支撑带开槽可以改善配流副动压支撑性能.     

采用吊阀系统的油罐强度有限元分析

采用弹性力学理论对油罐径向位移进行了理论分析，在有限元计算模型的处理中，对由不同厚度钢板焊接而成的罐壁进行了板壳元的厚度偏移处理，并详细讨论了地震载荷的计算和影响，为提高计算精度，在整体计算的基础上，对油罐吊阀部位进行了有限元局部细化分析，计算结果表明，在罐壁与管道连接处存在严重的应力集中，在吊阀系统设计时应引起重视。     

基于开启压力的锂电池安全阀有限元方法研究

锂电池作为电动汽车主要的能量来源, 对整车的安全性能影响尤为重要, 而安全阀是电池的泄压装置,当电池内部压力增大到一定程度失控时,为防止电池因压力增大产生爆炸事故,安全阀会自动发生爆破外泄压力,为了减少实验成本,本文提出了以强度指标作为安全阀开启发生条件的有限元建模方法,根据强度分布可以判断安全阀的开启压力是否满足设计要求,找出强度的薄弱位置,调整安全阀凹槽刻痕深度,从而帮助结构设计师在设计初始阶段对模型设计的合理性进行快速的预判。