發(fā)動機鎂質(zhì)氣缸體的NVH及熱負荷性能預(yù)測研究.pdf

1、汽車的輕量化對汽車的動力性、經(jīng)濟性以及環(huán)保性能都有著重要的影響，是當(dāng)今汽車發(fā)展的主要方向之一。鎂合金作為“21世紀的綠色工程材料”，具有密度小、比強度和比剛度高、阻尼減振等特點，在汽車上的應(yīng)用逐漸增多，在汽車輕量化方面發(fā)揮了較大的作用。但鎂合金在發(fā)動機等高溫組件的應(yīng)用較為少見。隨著高溫鎂合金的發(fā)展，鎂合金在發(fā)動機上的應(yīng)用勢必會越來越多。缸體作為發(fā)動機最大的零部件，鎂合金的應(yīng)用將會帶來明顯的輕量化效果。因此，針對鎂合金缸體的NVH與熱負荷

2、性能開展預(yù)研有著重要的工程意義和學(xué)術(shù)價值。本文以有限元方法、邊界元方法和流固耦合方法為基礎(chǔ)，研究了鎂合金缸體對發(fā)動機整機振動噪聲性能的影響，分析了鎂合金缸體的溫度場和熱應(yīng)力場，并和傳統(tǒng)的鑄鐵缸體發(fā)動進行對比分析。主要內(nèi)容包含以下兩個方面。
　　以某車用發(fā)動機為例，建立了整機的多體動力學(xué)模型和聲學(xué)模型，通過多體動力學(xué)計算發(fā)動機動力學(xué)載荷，通過結(jié)構(gòu)動力學(xué)計算缸體的振動響應(yīng)，通過聲學(xué)計算預(yù)測整機的表面輻射噪聲，并且對照了鑄鐵缸體的實驗和

3、仿真結(jié)果。結(jié)果表明，同等條件下，鎂合金缸體發(fā)動機的表面振動和整機輻射噪聲會比鑄鐵缸體發(fā)動機的要大。鎂合金缸體發(fā)動機整機輻射聲功率級為108.1dB(A)，鑄鐵缸體發(fā)動機整機輻射聲功率級為107.3dB(A)。雖然鎂合金缸體NVH性能弱于鑄鐵缸體，但其重量減輕了75％。
　　基于流固耦合方法，對鎂合金缸體進行了熱負荷分析，其中包括溫度場、熱應(yīng)力和熱變形，并和鑄鐵缸體進行了對比。兩者溫度分布云圖和熱應(yīng)力分布云圖基本一致。鎂合金缸體最高

4、溫度為519.03K，略微低于鑄鐵缸體的最高溫度523.00K；鎂合金缸體第一主應(yīng)力的最大值為177.4MPa，鑄鐵缸體的最大值為202.2MPa，比鎂合金缸體大24.8MPa；鎂合金缸體的第三主應(yīng)力最大值為150.5MPa，鑄鐵缸體的最大值為174.5MPa，比鎂合金缸體的大了24.0MPa。在變形量分布云圖上，兩者有著較大差別，鎂合金缸體較大變形量集中在缸體后端，最大變形量為0.54mm，鑄鐵缸體的主要分布在缸體上表面，最大變形量為