發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體有限分析及其冷卻風(fēng)扇CFD仿真優(yōu)化研究.pdf

1、發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件中，機(jī)體是構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)的骨架，支撐和固定著發(fā)動(dòng)機(jī)的所有運(yùn)動(dòng)部件，確保它們?cè)诠ぷ鲿r(shí)保持相對(duì)準(zhǔn)確的位置，機(jī)體的可靠性對(duì)整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能有著重要的影響。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)機(jī)體進(jìn)行有限元分析已成為輔助設(shè)計(jì)的重要手段。有限元法是一種通用的數(shù)值分析方法，是目前研究復(fù)雜結(jié)構(gòu)靜動(dòng)態(tài)性能最為可靠和有效的手段。本文應(yīng)用模態(tài)分析理論和有限元技術(shù)，對(duì)4C6-65M22型柴油機(jī)機(jī)體進(jìn)行了自由模態(tài)分析和各缸最大爆發(fā)壓力工況下機(jī)體的應(yīng)力分布和變形情

2、況進(jìn)行了研究。利用UG軟件對(duì)機(jī)體的三維實(shí)體模型進(jìn)行了合理的簡(jiǎn)化，在Hypermesh中利用四面體單元建立了機(jī)體的有限元模型，并得到了機(jī)體自由模態(tài)的前十階固有頻率和振型，通過(guò)振型分析，找到機(jī)體振動(dòng)的薄弱部位，為機(jī)體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了理論參考。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)在工作狀態(tài)下機(jī)體所受的主要載荷進(jìn)行了計(jì)算和施加，在Hypermesh中主要考察了主軸承蓋和主軸承座結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布和位移變形情況，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了強(qiáng)度分析和局部改進(jìn)，改進(jìn)后的計(jì)算結(jié)果表明，

3、主軸承座的強(qiáng)度得到了加強(qiáng)，效果良好，基本符合了強(qiáng)度要求。
　　 結(jié)合本柴油機(jī)冷卻風(fēng)扇的幾何模型，按照試驗(yàn)的要求，在Hypermesh中利用CFD四面體網(wǎng)格劃分的功能建立了冷卻風(fēng)扇流場(chǎng)仿真和聲場(chǎng)仿真的分析模型，并在Fluent中進(jìn)行了求解計(jì)算，流場(chǎng)仿真和聲場(chǎng)仿真的計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果吻合良好，驗(yàn)證了所建立的仿真模型的可靠性。從風(fēng)扇本身的幾何參數(shù)著手，對(duì)輪轂比、葉型安裝角、葉片不等節(jié)距布置、葉型、葉片數(shù)這五個(gè)影響因素進(jìn)行了分析計(jì)算，得