内燃机活塞连杆组有限元分析的研究进展

综述了内燃机活塞连杆有限元研究的最新成果,分析了有限元计算模型、计算方法的研究进展,总结出活塞连杆组的强度计算逐渐以温度场和应力场的耦合分析、接触非线性分析、瞬态动力分析和模态分析为主的发展趋势。     

车用汽油机活塞销座轴承润滑特性

利用活塞、连杆系统多体动力学分析结合弹性流体动力学润滑(EHL)模型,研究了活塞销座轴承的润滑特性.首先建立了活塞、活塞销和连杆的有限元模型,利用Craig-Bampton方法对其进行了自由度缩减以降低求解规模,然后在活塞销座轴承和连杆小头轴承引入EHL润滑模型,计算了活塞销座轴承的油膜厚度、油膜压力和干接触压力等轴承润滑特性参数.研究了是否考虑活塞和活塞销的结构弹性及油膜空穴对计算结果可能产生的影响,分析了活塞销孔间隙、活塞销刚度和活塞销孔几何形状等参数对其润滑特性的影响,用不同形状销孔的润滑特性计算结果解释了发动机热拉伤试验中出现的活塞销孔拉伤情况.结果表明:活塞和活塞销的结构弹性及油膜空穴是汽油机活塞销座轴承分析中不可忽略的影响因素;活塞销刚度和活塞销孔几何形状对活塞销座轴承润滑特性有重要的影响.     

IMEP法测量内燃机活塞组摩擦力的分析计算方法

用平均指示压力(IMEP)法测量内燃机活塞组的摩擦力,必须准确地分析计算连杆和活塞组惯性力。基于活塞组的实际配合,给出了活塞组摩擦力的计算公式,推导了活塞组的加速度和连杆体上任一点在连杆中心线上的加速度,分析了惯性力的组成部分,用分布质量法计算了部分连杆质量的惯性力,分析了连杆的几种简化方法引起的连杆惯性力计算误差,为实现高精度IMEP法测量摩擦力提供了分析计算依据。     

连杆小头—活塞销接触的三维有限元素法计算

由于连杆孔—活塞销接触边界及载荷分布形式的不易确定,给连杆的有限元计算带来了困难。通常平面问题处理法假设的余弦或均布载荷常与实际不符,而平面接触解法则把销—活塞销孔与销—连杆孔接触的空间问题简化到了一个平面内,唯有三维接触解法才是最合理的。应用广泛的“SAP5”程序没有求解一般接触问题的自然功能。本文介绍了作者应用该程序求解柴油机连杆—活塞销三维接触问题的处理法,为三维未定边界接触问题的求解提出了一种行之有效的途径,并扩大了SAP5程序的应用范围。应用这种做法对E390柴油机连杆—活塞销三维接触作了计算。对销—孔接触的实际状态,接触边界、接触力等问题进行了研究。与运用“平面弹性接触有限元程序”计算的结果比较,两者接触状态相近。采用平面接触模型时在销直接作用区应力计算有较大误差。     

CAD系统在柴油机零部件强度分析中的应用

本文介绍使用CAD系统对柴油机活塞、连杆等关键零部件进行有限元强度分析的技术．由于使用了CAD系统，使大型三维有限元分析成为可能，但在分析活塞、连杆这样的零部件时，会遇到一系列技术问题，如热应力、过盈配合、预紧和接触等.采用间隙元模拟各种组合方式取得了令人满意的结果.本文介绍了这些方法以及使用这些方法取得的效果。     

基于热机耦合的国-Ⅴ柴油机活塞强度及变形数值分析

建立了国-Ⅴ柴油机活塞、活塞销、连杆和缸套等的有限元模型;利用非线性有限元软件ABAQUS分别计算了该柴油机活塞在最大热负荷工况下的温度场和热机耦合工况下的变形和应力,确定了活塞的最大热负荷区和最大应力区,并对活塞和缸套的接触应力进行了分析。模拟结果表明:活塞喉口部位承受最大热负荷,其温度为321.6℃,低于活塞材料的极限温度;在热机耦合工况下活塞裙部的最大应力为58MPa、最大变形为0.1mm,都在可接受范围之内;同时,活塞与缸套的最大接触应力为29.4MPa,在许用应力范围内。通过上述对国-Ⅴ柴油机活塞强度及变形的分析,可以判定此活塞结构能够满足设计要求。     

柴油机连杆机构运动学和动力学的精确计算方法

本文以柴油机中作最复杂运动的主副连杆机构为研究对象(单列、并列和叉形连杆都是主副连杆的特例)。首走推导出连杆上任一质点的精确的运动学公式,并获得连杆上任一微质量的复杂的惯性力计算式,随后在连杆惯性力、燃气压力和活塞组的往复惯性力共同作用下求得活塞侧推力以及活塞销、副连杆销、曲柄销和各轴承的负荷。同时分析了连杆螺栓和大头結合面的受力情况。这就为柴油机的强度计算、平衡和振动计算提供可靠的受力边界条件。在分析各承载表面的负荷分布形式时,作者提出应该结合弹性接触分析方法,以使由于弹性变形而引起的负荷不均匀分布形式得到如实的反映。     

汽油机活塞热力耦合强度分析

采用活塞、活塞销和连杆组合的三维模型对活塞三维温度场进行分析。并以此为基础,对活塞进行机械负荷和热负荷耦合分析,计算了活塞耦合应力场。全面了解活塞热负荷和机械负荷下的活塞强度,并与单纯机械负荷下的活塞进行对比,分析温度对活塞应力分布的影响,为活塞改进设计提供参考。     

内燃机连杆动应力有限元计算

本文介绍了内燃机连杆动应力有限元数值分析的一种准静态方法及其计算程序。文中以一台高速柴油机连杆的计算分析及其与电测的对比分析为例,证实了此方法在连杆结构强度和疲劳安全性能等方面的预测是有效的。文中介绍了作者提出的基于连杆多质量代替系统的连杆动力学计算方法,并与传统的连杆二质量代替系统动力学计算方法所得的连杆应力有限元计算结果作了比较。     

柴油机连杆有限元接触分析算法的探讨

利用ANSYS有限元分析软件对6113型柴油机连杆进行了有限元接触分析算法的探讨。根据连杆的受载状况,建立了按多体接触的三维模型,模拟了连杆零部件之间的接触,用有限元的方法对设计的连杆进行了结构强度计算分析。     

Unerroric of control of mutual compliance of the efficiency of hydrogen engines of unmanned vehicles in the conditions of mass production

The issues related to the reliability of hydrogen engines of unmanned vehicles and increasing the efficiency of using hydrogen as fuel when using the method of its production during the decomposition of hydrogen-containing molecules of liquid-phase organic compounds in a plasma discharge under the action of intense ultrasonic exposure are considered. Experiments have shown that as a result of decomposition in the acoustoplasma discharge of liquid hydrocarbons, solid-phase carbon-containing products are formed, chemical transformations occur in the liquid phase and hydrogen-containing combustible gas is formed. Hydrogen-containing gas can be used as fuel immediately after synthesis, i.e. it does not require separation, since in addition to hydrogen it contains only impurities of CO₂ and water vapor. The purpose of the study is to formalize the basic conditions for tightening the control of mutual compliance with the efficiency of hydrogen engines of the same series in the conditions of their mass production. Methods of mathematical statistics and hardware-software modeling were used in the study. The term “unerroric of quality mutual compliance control” is introduced to describe a set of hardware and software tools for such control. The principle of in-depth testing of the technical condition of such engines of one series is described in a multidimensional formulation of the quality control problem for three of their operating parameters at once. The conditions for increasing the mutual correspondence of the measured values of such parameters in the conditions of serial production of hydrogen engines are formalized.     

煤焦混烧时粉尘化学成分和比电阻对静电除尘效率的影响

文章介绍了在煤焦混粉燃烧的情况下，粉尘化学成分和粉尘比电阻的变化对静电除尘器效率的影响。     

气门锁夹槽位置检测

气门圆弧形锁夹槽中心至杆端面以及至盘锥面量规线的距离(如图1中L、H). 在过程检验中如用普通量具难以测量,如用仪器测量则速度慢,效率低.为便于生产过程控制,确保工序质量,我们采用锁夹槽定位,用标准件比较测量的专用检具(如图2)进行测量.为保证锁夹槽定位准确以适应不同型号的气门,并防止气门测量时轴向窜动和左右摆动,采用了V型定位叉,使锁夹槽以四点定位,V型叉口的宽度,根据锁夹槽圆弧半径大小确定:约为圆弧的三分之二处(图3,图4).     

小型锅炉烟尘测试时锅炉出力的计算

锅炉烟尘测试时,必须对锅炉出力进行测试。但监测中,许多小型锅炉往往不具备相关的计量装置和仪表,为解决这一问题,文章提出了用烟气量和空气过剩系数来计算锅炉的出力的公式,在实际使用中,该方法简单易行,其结果和实测值具有很好的一致怀。     

MgO膨胀剂细度对MgO水化和水泥浆体膨胀的影响

基于《水工混凝土掺用氧化镁技术规范》中的Ⅰ型氧化镁（MgO）,研究了该型MgO膨胀剂（MEA）细度对掺粉煤灰水泥浆体膨胀性能的影响。即采用X射线衍射分析(XRD)及同步热分析（TG DSC）分析了掺MEA水泥浆体中MgO的水化性。结果表明,养护温度相同时,MEA的细度对水泥浆体内MEA中MgO的水化和水泥浆体的膨胀无显著影响,产生的膨胀均能补偿水泥浆体的收缩;MEA的细度可从试验设计采用的45 μm筛筛余15%左右增加到30%左右,这将有利于MEA生产企业的节能降耗。     

柴油理化性能的分析与质量指标的控制

对柴油的化学组成及物理性质进行了分析,叙述了柴油理化性能与柴油机工作状态的关系,探讨了柴油质量指标的控制措施,为今后的柴油检验和机车检修工作提供了实用的理论依据。     

不同方向地震激励对水工隧洞位移的影响

目前在研究水工隧洞地震响应时只考虑了单向地震激励,忽略了双向地震激励,故不能合理地分析不同方向地震激励对水工隧洞位移的影响。因此,选取合理的材料参数和模型边界条件,应用ANSYS建立了某水工隧洞的三维有限元模型,对单向地震激励和双向地震激励下的水工隧洞进行了位移分析。结果表明,不同方向的地震激励对水工隧洞的水平位移和竖直位移影响不同,水平位移主要受x方向地震激励影响,竖直位移主要受y方向地震激励影响,并根据单向地震激励和双向地震激励存在的相关性,建立了位移数学关系模型。     

关于发展天然气电厂的讨论

世界发电燃料结构在不断的转换过程中。18世纪60年代从薪柴转到煤炭,19世纪到20世纪初大量发展燃煤电厂;20世纪20年代又从煤炭转向石油和天然气,20年代上半叶又大量发展燃油电厂;20世纪末由于天然气生产的发展,天然气因环境影响小,受到工业发达国家的青睐,加速发展天然气电厂。我国70年代初和90年代曾两次发展燃油电厂,由于石油危机和石油价格暴涨而受到制约,不得不实行以煤代油,改造燃油电厂。现在似乎认为燃油电厂不能再搞,但又出现发展燃气电厂的热流,发展燃气电厂确实是当今的世界潮流,但是同当年发展燃油电厂一样,要研究是否符合中国的国情?     

摩托车整车振动分析

针对春兰CL250T摩托车研制过程中的出现的振动现象，分析了各种振动原因。通过试验模态分析和结构分析，找出结构存在的缺陷。通过改进局部设计和工艺等措施，使整车振动问题得到解决。     

活塞车床设计方案探讨--ECK25异形活塞车床设计分析

本文从新型活塞设计的趋势及其对活塞车床的功能要求，讨论活塞车床的设计方案，并从机床功能、造型和宜人性上进行分析。