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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. 相似文献
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根据样机参数在结合整体铝合金活塞基本设计规律的基础上完成了活塞结构设计,并建立了活塞组件的三维模型;确定了活塞组件温度场、应力分析计算过程中的边界条件;采用接触对方法完成了活塞热分析、热机耦合分析及疲劳分析的数值模拟计算,为台架试验验证和产品设计定型打下良好的基础。 相似文献
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改进了结合面接触热阻分形模型,使其更适用于分布式拉杆转子轮盘结合面接触热阻的研究。通过理论计算和仿真分析,直观地揭示了轮盘结合面接触传热系数与拉杆预紧力、轮盘表面粗糙度及结合面温度的变化规律。研究结果表明,结合面接触传热系数随着拉杆预紧力增大而增大;随着轮盘表面粗糙度的增大而减小;随着结合面温度的上升先增大、后减小、再增大,但总体上呈增大趋势。同时表明,拉杆转子轮盘结合面接触热阻会对拉杆转子的整体温度场分布及热流传递产生重要影响,精确求解拉杆转子温度场分布及变化时必须考虑轮盘结合面接触热阻。 相似文献
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以有限元分析软件ANSYS为基础,对某柴油机活塞组的性能进行了研究,通过建立三维实体模型,结构离散化,然后进行了活塞的热-机耦合分析和瞬态动力学分析,为活塞的结构改进和疲劳分析提供理论依据和必要的边界条件。 相似文献
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多缸内燃机缸体瞬态动力分析 总被引:10,自引:0,他引:10
建立了某4缸内燃机缸体的有限元模型,运用完全矩阵法进行了缸体的模态分析及瞬态动力分析。分析中考虑了缸套所受的缸套-活塞间的润滑油膜力、曲轴主轴承处所受的油膜动压作用、燃烧室内气体压力的作用以及缸盖对缸体的作用力。缸套活塞间的油膜力通过求解平均雷诺方程得到。曲轴主轴承处所受的油膜力由主轴承油膜润滑与活塞-连杆-曲轴系统动力学的耦合分析得到。瞬态动力学分析表明:该型号的内燃机在工作过程中,缸体的受迫振动主要是弯曲振动及沿缸套轴向的伸缩振动。缸体的振动会对缸套-活塞间的油膜润滑产生很大影响。 相似文献
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内燃机活塞不稳定传热数值分析方法 总被引:3,自引:0,他引:3
在轴对称不稳定热传导有限元分析模型的基础上,着重分析了内燃机活塞与缸套耦合系统的不稳定传热的各种情形,划分了活塞的网格,考虑了燃气与边界的对流和热辐射非线性热交换条件下运动着的活塞、活塞环与缸套之间的相互作用和影响,可以预测上述系统各部分的温度波动分布,瞬态温度场以及瞬态热流分布。 相似文献
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8E160柴油机活塞组热负荷及机械负荷耦合分析 总被引:33,自引:0,他引:33
采用活塞、活塞环和气缸套耦合的方法对 8E16 0型柴油机的活塞、活塞环、气缸套进行了三维温度场分析。以此为基础 ,对活塞组进行机械负荷和热负荷的耦合分析 ,计算了活塞耦合应力场 ,以深入了解活塞的热负荷状态及综合应力分布情况 ,进而为完成降低热负荷、改善应力分布的改进设计和进一步强化奠定了理论基础。讨论了 8E16 0型柴油机活塞和活塞销的三维有限元分析过程 ,并将本次温度场分析所采用的活塞组—气缸套耦合模型与活塞单一模型作了比较 ,结论为前者加载负荷的试算量比后者大大减少 ,并且精度高。 相似文献
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用耦合分析法研究内燃机活塞环-气缸套传热润滑摩擦问题 总被引:5,自引:0,他引:5
在以往对活塞环-气缸套润滑摩擦性能的研究中,大都忽略了活塞组-气缸套间的导热,或者将导热过程简化,这与该摩擦副的实际润滑摩擦状况相去甚远.把柴油机缸内燃气、活塞、活塞环、润滑油膜、气缸套、冷却介质作为一个耦合体,考虑各部件间及相应物理场间的耦合关系,采用耦合分析法建立了活塞环-气缸套的三维非稳态热混合润滑摩擦模型.该模型以三维瞬态热传导模型、动压润滑模型和润滑油膜传热模型为基础,并考虑了润滑油的黏温变化、燃烧室燃气泄漏、表面粗糙度、油膜破裂位置以及气缸套圆周方向上的非轴对称性等影响因素.采用上述模型,对6110型柴油机活塞环-气缸套摩擦副进行了传热、润滑、摩擦耦合分析,得到了活塞组-气缸套的温度场,并用试验证实了耦合模型的正确性;与此同时,得出了润滑油膜的温度、黏度、最小油膜厚度和摩擦热随曲轴转角和活塞环周向高度的分布曲线. 相似文献
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T. Fiedler I.V. Belova G.E. Murch 《International Journal of Heat and Mass Transfer》2012,55(15-16):4415-4420
This paper addresses experimental and numerical analysis of the thermal resistance of M-Pore® copper foam. The findings suggest a separation of the thermal resistance into two components: material resistance and contact resistance. Finite element analysis is used to calculate the thermal material resistance. Calculation models are based on micro-computed tomography data in order to account for the complex material geometry. The same samples are used for experimental analysis. A transient method is applied where a time-dependent temperature change is related to the thermal resistance. In addition to material resistance, experimental measurement values inevitably include thermal contact resistance. Although a thermally conducting paste is used in order to minimise this effect, a significant thermal contact resistance is found. As a result, the experimentally measured thermal resistance can no longer be considered as a material property but depends on the sample size and the particular shape of the contact surfaces. Furthermore, it is demonstrated that the traditional approach to experimentally obtain thermal contact resistance by changing the specimen size is impractical for cellular metals. Instead, the contact resistance is obtained by comparing experimental and numerical results. 相似文献
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燃烧室部件耦合系统过渡工况传热全仿真模拟研究 总被引:9,自引:1,他引:8
内燃机的起动、停车、加载等运行工况发生急剧变化(过渡工况)过程中,其燃烧室部位外于强烈地被加热或被冷却状态。这种热冲击增加了部件的动态疲劳热应力,给内燃机的可靠性带来严重恶果,是导致燃烧室部位破裂的主要原因之一。燃烧室部件的传热研究是热负荷计算和评定的基础,对内燃机的可靠性设计具有重要意义。作对燃烧室部件活塞组气缸套耦合系统在过渡工况下的耦合传热关系进行了较深入的研究,建立了描述这一传热过程的数学模型;并利用该模型,模拟了125风冷柴油机在各种过渡工况下的传热情况。 相似文献
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用耦合分析法解决内燃机活塞传热问题 总被引:8,自引:0,他引:8
内燃机活塞处于复杂的受热状态:被缸内燃气的瞬时加热和冷却;活塞组与气缸套的动接触传热;冷却油腔及油束的对流换热等。确定上述各部分换热的边界条件成为活塞传热研究的重点和难点。本文采用耦合分析的方法将活塞及与其相互作用的各个部件作为一个整体进行研究,由此确定活塞各边界上的边界条件。并以110型柴油机活塞为实例,应用上述方法确定边界条件,对活塞进行三维有限元计算,计算结果同实验值良好吻合。 相似文献
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The present work describes the development of a model for the calculation of the temperature field and heat flow in the combustion chamber components of internal combustion piston engines, which occur both under steady and transient engine operating conditions. Two and three-dimensional finite-element analyses were implemented for the representation of the complex geometry metal components (piston, liner and cylinder head). The model is applied for the piston and liner of a medium speed diesel engine, for which relevant experimental data exist in the literature. Special care is given for accurately specifying the thermal boundary conditions (temperatures and heat transfer coefficients). Gas side boundary conditions are calculated using a thermodynamic cycle simulation code, including spatial variation of the gas side heat transfer coefficient. Coolant sides (water on the external liner surface and oil on the piston undercrown surface) boundary conditions are calculated using correlations pertaining to real engine conditions. Also an effort is made to model the piston-ring belt-liner complex thermal paths using equivalent thermal circuits. A satisfactory degree of agreement is found between theoretical predictions and experimental measurements, revealing that the finite-element methods presented are successful in formulating this kind of problem, giving accurate results with reasonable computational cost. The utilization of the model reveals very clearly the essential role of engine operating transients (sudden changes in speed and/or load) in the generation of sharp temperature excursions in the metal components until a new steady state is reached. The phenomenon should be taken into account for correct engine design and safe operation (i.e. the avoidance of high local stresses). 相似文献