柴油机机体强度分析与主轴承座疲劳寿命预测

本文中针对某车用六缸柴油机爆发压力提高、强度储备下降的情况进行了机体及其主轴承座的强度校核。首先进行多体动力学分析和预紧载荷计算,以获取机体的应力场,并通过机体疲劳试验和仿真,反求材料的疲劳参数。然后,以上述计算所得的应力场作为边界条件,计算了发动机一个工作循环内机体的疲劳安全系数。最后根据分析结果进行了机体主轴承座的改进设计,达到了预定的目标。

气缸垫对机体受力和缸套变形影响的实验研究

某四缸柴油机在试制中出现机体裂纹现象,为保证内燃机正常工作,机体裂纹问题急待处理。应用力学理论对此进行分析,得出机体裂纹是由机体受力不均匀引起的结论。同时采用实验应力分析方法,对两种四缸柴油机机体进行了对比实验研究,在实验中发现了缸垫对机体受力和缸套变形的影响,从而提出了一种有效的改进方法,使机体的应力有明显下降,并不再出现裂纹,也未出现漏油、漏气和活塞拉缸等不良现象、大大提高了产品可靠性。

缸体铸件在不同落砂条件下热应力场的模拟

利用有限差分有限元集成分析方法,对某厂柴油机缸体铸件在3种不同温度开箱落砂条件下的铸造过程温度场、应力场进行计算机数值模拟,得到其冷却变形情况及残余应力分布,并评价3种工艺方案。结果表明落砂温度越低,铸件的变形越小,但对铸件的残余应力影响不大,不过对铸件凝固过程中应力值的变化趋势影响较大,落砂温度越低,铸件落砂时的应力值也越大。

单缸发动机偏心滑块平衡机构的研究与应用

单缸发动机广泛应用于摩托车、园林作业机等机械,由发动机引起的振动是影响机器性能的一个主要因素。文章运用运动学和动力学知识对一种新型的单缸发动机平衡机构——偏心滑块平衡机构进行理论分析,推导出不平衡惯性力和惯性力矩与设计参数间的关系,并提出了偏心滑块平衡机构的设计准则,研究成果应用于某园林发动机上,实验验证了理论分析和设计的正确性。

对少气缸发动机曲轴平衡特性的分析比较

本文从曲轴平衡的力学模型、平衡计算和现有机型的平衡方案等诸多方面对少气缸发动机的曲轴平衡特性进行了分析比较 ,所得结论对发动机的设计选型和实施平衡方案具有一定的参考价值。

基于特征建模的柴油机机体有限元分析

应用Pro/E特征建模技术和ANSYS有限元软件,建立了某大功率柴油机机体的有限元模型,采用了符合实际的边界条件施加方法,在预紧状态和最高燃烧压力两种工况下对其进行受力分析,确定了机体的最大应力部位;同时对机体的疲劳安全性进行了校核。结果表明,采用此有限元方法可为机体的评估和多方案改进设计提供计算依据。

基于SA-PSO算法的发动机缸体机加工线平衡研究

考虑到粒子群算法的高搜索效率和模拟退火算法的局部搜索能力,提出了采用粒子群和模拟退火的混合算法求解机加工工艺线平衡问题的方法。针对机加工过程实际约束条件的特点,提出了一种改进的编码和解码方式,使得离散的编码序列与连续的微粒位置及速度迭代进化对应起来,并给出粒子约束修正的方法,使得粒子更新后总能满足约束条件,加快了算法的收敛速度。最后以某柴油发动机缸体机缸体加工生产线为例,验证了该方法的有效性。

两种不同约束条件下发动机缸体铸件热应力场的数值模拟

采用FDM/FEM集成热应力分析系统(其中采用铸造之星FT-STAR进行温度场计算,ANSYS进行热应力场计算,采用FT-STRESS进行有限差分网格向有限元网格转换和有限差分/有限元温度载荷转换),对某厂柴油机发动机缸体铸件进行从浇注到冷却至室温全过程的温度场、热应力场数值模拟,得到冷却变形情况及残余应力分布,并研究比较了将气缸处砂芯考虑为部分刚性,和将砂芯考虑为完全退让性的两种不同约束模拟方案对计算结果的影响。前者应力值和变形值远远大于后者的结果。

摩托车发动机曲柄连杆机构的二阶惯性力

目前对摩托车发动机曲柄连杆机构惯性力的研究中,惯性力中的二阶及以上高阶部分通常忽略不计,而研究表明最大惯性力和不平衡率的误差最高达到30%以上,这对动平衡的调整造成较大偏差.通过分析惯性力曲线和误差分析,讨论了二阶惯性力对不平衡的影响.将一阶、二阶惯性力合成,得到了新的理论惯性力曲线——类"8"字,并对其特征进行了研究,提出了新的描述参数第二惯性力及第二倾角.考虑二阶惯性力基础上,研究了曲柄连杆机构最大惯性力、不平衡率与机构参数关系的变化情况,给出了机构参数选取和调整的方法.

气缸垫对机体受力状态的影响

本文结合某四缸柴油机产品开发过程中出现的机体裂纹现象 ,采用实验应力分析方法研究了气缸垫对气缸体受力状态的影响 ,并通过对气缸垫结构的改进设计解决了机体裂纹现象。

5100QB型柴油机的平衡性分析与研究

利用I DEAS三维实体造型软件的参数优化技术,建立了 5100QB农用柴油机曲轴飞轮总成的三维模型。通过对 5缸柴油机的平衡性计算,分析了现有 5缸柴油机平衡性存在的问题,并在结构允许的范围内对其提出了相应的改进措施。

基于有限差分网格的发动机缸体铸件热应力模拟

对发动机气缸体铸件从浇注完到开箱落砂后的铸造过程应力场进行计算机数值模拟。为了实现形状复杂铸件的热应力分析,应用了有限差分网格向有限元网格的转换方法,得到缸体的有限元模型,并将该模型与经过大量简化后直接剖分得到的有限元模型进行了比较。在此有限元模型的基础上,采用FDM/FEM集成铸件热应力分析系统实现了对发动机缸体铸件热应力分析,模拟结果和实际生产情况相吻合。

用平衡曲轴内弯矩降低EQ6100发动机缸体应力

本文全面研究了EQ6100发动机缸体在使用中发生裂纹的问题,及对此展开的各项实验研究的结果。理论与实验互相印证的结论是曲轴内弯矩对缸体应力影响最大。加平衡块后,可以有效地解决缸体裂纹问题。

有限元法在机车发动机主要零部件设计中的应用

作者讨论了我国机车发动机的四种主要零部件:曲轴、连杆、机体和气缸套应用有限元法进行应力分析的问题。对这四种零部件计算模型的历史和现状,特别是问题的难点及其解决办法作了详细的分析,给出了计算实例。

HT240材料发动机缸体疲劳试验及性能分析

目的确定HT240材料发动机缸体疲劳寿命,从而验证其可靠性。方法参照AVL的缸体疲劳试验标准,根据该型发动机的爆发压力,选取一定安全裕度的脉动液压压力,在疲劳试验机上模拟实际工况对四件样品进行缸体脉冲加载试验。结果在缸体上部易出现裂缝。对缸套的实验数据进行处理,确定了其在运行一定次数下不发生破坏的条件疲劳极限为17.89MPa。同时明确了缸体主轴承壁在21MPa下未破坏的循环次数及其他破坏位置。结论该批次缸体基本满足设计要求。为该材料发动机缸体的批量生产及进一步优化设计提供了理论依据。

消除缸体铸造残余应力的时效工艺研究

本文通过测定柴油机缸体的残余应力,分析热时效与振动时效消除残余应力的效果。结果表明,在本试验条件下热时效对消除铸件残余应力的效果明显好于振动时效。

基于ANSYS的柴油机机体的热-机耦合分析

在UG软件中建立机体的三维实体模型,并对其进行网格划分;对机体进行温度场分析,并施加相应的位移约束,对机体中的热应力进行求解;在机体上施加相应的机械载荷,对机体进行热-机耦合分析;对机体提出了一些改进意见供相关人员参考。

6110柴油机曲轴两种平衡方案的试验研究

对6110柴油机曲轴带有四块或八块平衡块的两种平衡方案的平衡特性和曲轴中间主轴承负荷进行了理论分析，同时通过主轴承螺栓的应力实测对理论分析结果进行了验证。

曲轴偏置式三缸机的平衡性理论分析与研究

为研究曲轴偏置式发动机的平衡性,应用数学几何理论推导并改进了传统曲轴偏置式发动机曲柄连杆机构的运动学解析方程。基于改进的解析方程对偏置式三缸发动机的平衡性进行分析研究,推导出应用单轴平衡与曲轴过量平衡方法完全平衡一阶往复惯性力矩的平衡轴与平衡重布置相位计算公式;应用虚拟样机技术,对采用同一套曲柄连杆活塞组的偏置式三缸机和对心式发动机的平衡性进行对比分析验证。研究结果表明:曲轴偏置未改变三缸发动机平衡性但平衡相位发生了改变,改进的平衡理论可以准确描述曲轴偏置发动机运动规律,新的平衡方法可以实现一阶惯性力矩的全平衡,相比传统平衡方案提高了剩余往复惯性力矩幅值的均匀性,最大幅值减小约14.5%。

发动机缸体主轴承座及主轴承盖的动态应力和温度测量

为评估某直列6缸柴油机缸体有限元强度分析结果,采用应变电测法实测了该发动机缸体上可能的危险部位主轴承座、主轴承盖动态应力以及这些部位的温度。在缸体上布置了5个测点,对各贴片处进行了专门加工;选用了中温应变片及应变胶,并对各贴片进行了加温固化和耐油处理。实测中应变补偿片只能置于室温环境,之后根据所测温度考虑了应变片热输出,从而得出各测点动态应力结果。试验结果表明,该测量方案可用于测量发动机缸体、缸盖等中高温零部件的动态应力和温度。