基于Deform的液压活塞缸套锻压工艺模拟研究

针对活塞缸套铸造质量不高而机械加工效率低下的情况,本文采用锻压生产活塞缸套件。以某工程机械液压设备中的活塞缸套为对象,模拟了锻压成形过程中锻件温度分布,并研究了模具预热温度与凸模挤压速率对锻件温度分布的影响。结果表明,模具预热温度为250℃,凸模挤压速率为6.5 mm/s时,活塞缸套内外径的温差最小,冷却更均匀,锻件质量最好。

基于缸套失圆的活塞环结构参数对密封与摩擦性能的影响研究

以某非道路高压共轨柴油机为研究对象,采用仿真和测试相结合的方法,建立了整机耦合装配模型与活塞环组动力学模型,研究了干式缸套的失圆变形。在考虑缸套失圆变形的基础上,研究了活塞环结构参数对窜气量、机油消耗量和摩擦损失的影响,并通过正交设计方法进行了活塞环径向弹力、开口间隙和侧向间隙对窜气量、机油消耗和摩擦损失的影响研究。研究结果表明,活塞环结构参数中,二环径向弹力、二环开口间隙和顶环侧向间隙对窜气量的影响最大,油环径向弹力、二环开口间隙和顶环侧向间隙对机油消耗量的影响最大,油环径向弹力、油环开口间隙和油环侧向间隙对摩擦损失的影响最大。

下置式气缸套热机耦合数值分析与结构优化

为了分析下置式气缸套的变形特征,建立了气缸套、缸体、螺栓的参数化模型,以活塞推力侧壁厚为设计变量,采用ANSYS Workbench软件对参数化模型进行数值分析,获得了气缸套温度在轴向呈梯度分布特征,径向形变量最大位置处于气缸套活塞推力侧,活塞侧推力导致气缸套失圆变形。为了改善气缸套工作时因活塞侧推力导致的失圆变形,构建了气缸套优化模型,以气缸套活塞推力侧壁厚为优化目标,对气缸套活塞推力侧进行结构优化设计,通过对不同设计方案对比,得到结构参数对气缸套的影响规律。研究结果表明,优化后的气缸套推力侧形变减少16%,达到预期效果,有效地提升气缸套工作能力。

柴油机缸套变形分析与改进设计

为降低某型柴油机缸套变形,研究了机体缸孔加工工艺、机体结构改进对缸套变形的影响。使用三坐标测量机,在采用镗削工艺和珩磨工艺这两种加工条件下对机体缸孔、缸套内孔轮廓的变形进行了测量,分析了缸盖螺栓预紧力对缸套轮廓变形的影响规律,对比了机体结构改进前后,缸套内孔的轮廓变形和圆度情况,并用批量生产的缸孔圆度对机体改进方案进行了验证。结果表明:与精镗缸孔工艺相比,采用珩磨缸孔工艺能使缸套变形明显减小,加强机体刚度和采用珩磨工艺的改进设计方案可使柴油机缸套轮廓变形、圆度有明显改善。

基于有限元方法的YZ4DE柴油机气缸套变形分析研究

利用有限元分析的方法对YZ4DE柴油机整机组合件进行了结构分析。为讨论气缸套的变形及其影响因素,提出了一系列评价气缸套变形的评价指标,如最大、最小半径,连续10个截面最大、最小半径,同轴度,圆柱度等。通过多个计算方案的对比结果表明:缸盖螺栓沉孔深度对气缸套变形影响最大,机体气缸筒外壁的铸造偏心对其影响甚小,缸盖螺栓预紧力的加大会加剧气缸套变形。

缸套预紧变形及结构影响因素研究

基于弹性力学理论与非线性接触理论,建立机体-缸盖-缸套的装配耦合模型,在预紧工况下进行装配体的静力分析,研究了缸套变形特点,并应用正交设计试验法,研究了结构因素对缸套变形的影响。研究结果表明:预紧工况下各缸缸套整体呈现上部截面收缩变形,中下部截面扩张变形,最大变形位于各缸缸套的上部;受机体结构刚度不均匀的影响,各缸缸套变形不均匀,2、3缸缸套变形相似且变形相对较小,1、4缸缸套变形相似且变形相对较大;1、4缸缸套对应自由端的变形相对较大;结构因素中,对缸套变形的影响较大的是螺栓沉孔深度与缸套壁厚,在相同预紧力下,沉孔深度的增加使机体顶面变形变小,但使缸套最大膨胀变形量增加,随着缸套厚度减小,截面收缩变形增大,截面膨胀变形减小。

冷却液流动均匀性对缸套热变形的影响研究

对某一高压共轨柴油机的冷却液流动特性和缸盖、缸套关键点温度进行了台架测试,为热分析提供边界条件;建立了缸盖-缸套-冷却水-机体流固耦合模型,应用流-固耦合传热方法,研究了冷却液流动均匀性对缸套热变形的影响,并优化了机体分水孔和缸盖上水孔的流动特性。结果表明:优化后的水套,各缸冷却不均匀性系数平均减小了9.78%;缸盖水套最高温度下降了8.64%,缸套最高温度下降了2.03%,缸套热变形最大值减小了1.10%。

基于正交试验设计的内燃机气缸套预紧工况变形研究

利用正交试验设计方法考察设计因素对气缸套变形的影响趋势和相互关系.选取凸缘锥角、预紧力和接触面上的摩擦系数作为考察因素,建立了气缸套和机体的组合有限元模型,基于正交试验设计方法设计了16组计算方案,计算出气缸套的位移和应力结果.根据计算结果分析了以上3个因素对气缸套预紧变形的影响,给出了各因素间精确的量化关系.结果表明:以降低气缸套最大拉、压应力为优化目标时,降低预紧力是最重要的优化目标,其次是适当增加缸套凸缘锥角,降低表面摩擦系数效果最不明显.

气缸套变形多场耦合建模与分析技术

为完善气缸套变形分析技术,以V型柴油机为研究对象,考虑气缸套材料的非线性温度效应与构件间的接触非线性影响,建立气缸套变形分析有限元模型.应用流固耦合方法获得水套壁面传热边界条件,将气缸盖和气缸套的温度场耦合于缸套变形计算中,得到气缸套的截面变形量.借助离散傅里叶变换分析方法对气缸套变形进行分解,明确气缸套变形特征,并分析了变形影响因素,在此基础上,探讨了冷却水套入口冷却液温度与气缸套变形之间的关联性,总结出缸套变形的影响规律.结果表明:气缸套上端截面变形受温度和缸盖螺栓预紧力的影响大,气缸套中下部截面变形受温度影响小.适当选择冷却水套入口冷却液温度范围可有效控制气缸套变形量,该分析方法为柴油机气缸套多场耦合分析设计方法提供重要技术参考.

内燃机车柴油机气缸套热变形有限元分析

根据温度场边界条件经验公式,利用有限元法,对内燃机车柴油机气缸套进行了三维温度场热分析,并将热分析结果用于结构分析.研究结果表明:气缸套的工作温度最高达1073 K,缸套内壁径向的最大变形量为1.8mm,均出现在缸套内壁面的上部区域.

考虑活塞-缸套结构变形的活塞敲击运动特性研究

为分析活塞和气缸套结构变形对活塞敲击运动特性的影响,以某V型高强化柴油机为研究对象,借助AVL-Excite仿真计算平台,建立活塞动力学模型,计算活塞的运动特性参数。在此基础上探讨了活塞和气缸套结构变形与活塞运动特性和活塞敲击力的相关关系,以说明活塞和气缸套结构变形对活塞敲击力建模分析的重要性,并获得活塞敲击力的变化规律。研究结果表明:在活塞运动上、下止点附近活塞敲击运动出现频率较大,且具有较高的活塞敲击动能。活塞和气缸套的结构变形使活塞侧推力峰值略微减小,活塞敲击力幅值有所下降,同时活塞敲击缸套的频率降低。

内燃机湿式气缸套装配变形影响因素分析

针对水冷式内燃机常用的湿式气缸套的装配特点和结构形式,采用有限元方法对湿式气缸套在装配工况下变形的影响因素进行了系统计算分析。文中主要从机体-气缸套-缸垫-气缸盖组合体的刚度匹配、气缸盖的局部刚度、缸盖螺栓的预紧力以及气缸套本身的结构形式等方面,获得了各种影响因素对气缸套径向变形及其各阶次傅里叶级数变形的影响规律,为在装配状态控制气缸套变形提供了指导方向。

汽油发动机机体强度和缸套变形分析

对某发动机机体及其缸套进行热传导计算,得到其在全速全负荷稳态工况下的温度场分布;评价其温度场分布的合理性并以此为边界条件进行机体热强度分析.计算机体和缸套在预紧力工况、温度载荷工况以及燃气爆发压力工况下的变形和强度.采用傅里叶展开法处理得到缸套的各阶次变形情况,并通过各阶次变形评价指标评价缸套.

机体初始变形对气缸套失圆仿真的影响

采用试验和有限元计算的方法研究了气缸套径向失圆变形,测量了机体上环带和缸套内孔的初始变形,建立了机体、缸盖、气缸垫、气缸套和螺栓等有限元模型,用仿真软件计算了施加螺栓预紧力后缸套和机体所承受的载荷分布,用Matlab软件绘制了实测和软件仿真得出的缸套内表面变形的三维云图,研究了机体初始变形对气缸套径向变形计算的影响。结果表明:机体上环带初始变形对气缸套失圆影响显著,有限元建模时必须考虑机体上环带初始变形。

结构非线性因素影响下的燃烧室结构变形特征分析

为评估某V型高强化柴油机燃烧室结构的变形特征,考虑燃烧室组合结构非线性因素,建立燃烧室结构变形有限元分析模型,采用有限元非线性求解方法对燃烧室结构变形进行求解,得到燃烧室气缸盖和气缸套的变形量。在此基础上,分析燃烧室结构的变形特征,应用离散傅里叶变换方法对气缸套截面变形进行分解,获得气缸套不同高度截面变形规律。结果表明,燃烧室气缸盖火力面变形对气门的密封性能影响很小,缸盖螺栓预紧载荷和燃烧室热负荷对气缸套缸口和凸肩处截面变形影响较大,气缸套中下部截面变形以椭圆变形为主,受燃烧室支撑结构的影响,缸套整体出现倾斜变形。

顶置湿式气缸套温度场及热机耦合分析

运用有限元法计算得到某150柴油机气缸套三维温度场的分布,在此基础上计算了缸套在预紧工况和爆发2种情况下的受力变形情况。结果显示缸套最高温度为240℃,出现在缸套活塞上止点附近;考虑热负荷后,缸套的应力及变形要明显比未加载的情况下大得多,说明了对缸套的变形进行分析的时候考虑热载荷作用的必要性。

工艺参数对液压活塞缸套温锻质量的影响

为了满足液压活塞缸套对力学性能的要求,本文提出用温锻工艺代替传统的铸造工艺,并对其进行了生产。重点研究了锻造过程中锻件和模具的温度、应力的分布,并研究了初始模具温度对温度分布的影响。结果表明,提高模具的预热温度有利于坯料保温,降低表面与心部温差;增大模具预热温度能提高锻件温度分布的均匀性,降低应力集中。

活塞组件耦合作用下的气缸套变形特征分析

为评估某V型高强化柴油机气缸套的变形特征,考虑活塞组件的耦合作用,建立气缸套变形分析的有限元分析模型。采用有限元非线性求解方法对气缸套热-机耦合工况下结构变形进行求解,获得气缸套工作状态下的结构变形量,并充分说明在气缸套结构变形分析中考虑活塞组件耦合效应的重要性。分析了缸套结构纵向及不同高度截面变形特点,结果表明,缸盖螺栓预紧载荷和活塞侧向作用力对缸套缸口和活塞上止点处的截面变形影响较大,气缸套中下部截面变形相对较小,主要以椭圆变形为主。

柴油机气缸套耦合场的有限元分析

采用有限元分析方法,根据经验公式和CFD-FEA耦合方法进行边界条件的施加,对柴油机气缸套进行了温度场分析,并将温度场用于耦合场的计算,分析了不同载荷对气缸套变形的影响,研究结果表明:气缸套最高温度为582K,出现在内壁顶部,温度场分布由上至下逐渐变低;热载荷是气缸套变形的主导因素,控制缸套变形时应主要控制热载荷引起的变形,为气缸套的设计提供了理论依据。

基于正交试验设计的气缸套变形研究

应用正交试验设计方法考察设计因素对柴油机气缸套变形的影响趋势和相互关系.选取螺栓预紧力、螺栓与气缸中心距离和螺栓孔下沉量作为考察因素,建立了气缸盖、气缸垫、气缸套和机体的组合有限元模型。基于正交试验设计法设计了16组计算方案,通过有限元分析,得出气缸套3个截面的变形和最小主应力结果,同时得到了以上3个因素对气缸套变形及受力的影响规律。结果表明,降低气缸套变形和最小主应力为优化目标时,选取合适的螺栓孔下沉量是最重要的优化目标;在保证气缸密封的前提下,适当降低螺栓预紧力;螺栓与气缸中心距离对优化目标影响最不明显。