啟動(dòng)工況下活塞熱負(fù)荷問(wèn)題的研究.pdf

1、隨著發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)化指標(biāo)的不斷提高，其整機(jī)及主要零部件的可靠性受到了更加嚴(yán)峻的考驗(yàn)。已有的研究工作表明，發(fā)動(dòng)機(jī)在頻繁起動(dòng)(尤其是超低溫啟動(dòng))、停車(chē)或突加載荷等非穩(wěn)定工況下，燃燒室表面所承受的熱沖擊負(fù)荷更為嚴(yán)重。因此本文以啟動(dòng)工況下活塞的熱負(fù)荷問(wèn)題為對(duì)象展開(kāi)研究。 本文以z175F2型柴油機(jī)主要受熱零件一活塞的熱沖擊作為研究對(duì)象，在所研制的活塞熱疲勞摸擬試驗(yàn)臺(tái)上，進(jìn)行了活塞熱狀態(tài)的模擬試驗(yàn)。應(yīng)用ANSYS軟件，通過(guò)合理的模型簡(jiǎn)化，對(duì)發(fā)動(dòng)

2、機(jī)啟動(dòng)工況下活塞的熱沖擊狀態(tài)進(jìn)行了數(shù)值仿真，從理論上探討了啟動(dòng)溫度對(duì)活塞熱狀態(tài)的影響。利用模擬計(jì)算與試驗(yàn)結(jié)果相結(jié)合的方法，討論了適用于低周熱沖擊模擬的邊界條件的載荷模式，獲得了接近于發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)工況下活塞的溫度場(chǎng)與熱應(yīng)力場(chǎng)分布，并模擬計(jì)算了超低溫啟動(dòng)工況下活塞的熱負(fù)荷情況。從而更加全面深入地了解在啟動(dòng)工況下活塞的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)變化規(guī)律。上述試驗(yàn)和理論研究結(jié)果將為活塞熱損傷的研究打下良好的基礎(chǔ)，同時(shí)也為探索發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)性能和可靠性研究提供了理

3、論和試驗(yàn)手段。 根據(jù)本文仿真計(jì)算和試驗(yàn)的結(jié)果可以得出以下結(jié)論： 1、進(jìn)行啟動(dòng)工況下活塞熱狀態(tài)模擬時(shí)，單個(gè)工作循環(huán)中活塞表面溫度的波動(dòng)對(duì)活塞啟動(dòng)工況下熱負(fù)荷狀況分析的影響很小，可以不予考慮，因此可以忽略載荷的周期性，對(duì)活塞施加平均載荷或者線性變化載荷。 2、本研究試驗(yàn)對(duì)象為175柴油機(jī)平頂活塞，其結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，仿真模型的計(jì)算精度與邊界條件以及初始條件的選取有直接關(guān)系，而邊界條件以及初始條件的獲取則很大程度上依賴(lài)