中重型柴油機(jī)機(jī)體組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)性研究.pdf

1、中重型柴油機(jī)應(yīng)用非常廣泛，長期以來國內(nèi)柴油機(jī)設(shè)計(jì)工作主要依托國際知名的AVL，F(xiàn)EV等公司來進(jìn)行，無形當(dāng)中給國內(nèi)的柴油機(jī)行業(yè)造成了技術(shù)壁壘。本文以廣泛應(yīng)用的多種成熟中重型柴油機(jī)為研究對象，通過對機(jī)體組零部件及組合體進(jìn)行計(jì)算分析，總結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)性經(jīng)驗(yàn)，為中重型柴油機(jī)的設(shè)計(jì)提供參考數(shù)據(jù)。
　　 本文通過對柴油機(jī)機(jī)體組進(jìn)行有限元計(jì)算提取機(jī)體組零部件的各個(gè)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的表征剛度，一方面用于評(píng)價(jià)單個(gè)零部件的設(shè)計(jì)，另一方面進(jìn)行無量綱化之后與機(jī)

2、體組的組合體剛度建立關(guān)聯(lián)關(guān)系，分析機(jī)體組的結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)性。具體工作有以下幾個(gè)方面:
　　 1、建立柴油機(jī)氣缸蓋、氣缸套、機(jī)體的有限元模型，計(jì)算關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的表征剛度，并根據(jù)各自結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行無量綱化。對比分析各個(gè)機(jī)型的無量綱體積及無量綱剛度，結(jié)果表明氣缸蓋、氣缸套的幾個(gè)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的無量綱體積和無量綱剛度的分布都在一定范圍內(nèi)，對于氣缸蓋和氣缸套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有較高的指導(dǎo)意義。
　　 2、基于十多種機(jī)型上端軸向定位的濕式氣缸套中間部位徑向

3、導(dǎo)向剛度的計(jì)算結(jié)果，應(yīng)用響應(yīng)面法擬合出徑向雙支撐薄壁圓筒結(jié)構(gòu)的柴油機(jī)濕缸套中間部位徑向平均剛度與缸套內(nèi)徑、壁厚以及跨長的函數(shù)關(guān)系，可以直接應(yīng)用到柴油機(jī)濕缸套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。
　　 3、對機(jī)體組的組合體進(jìn)行有限元計(jì)算，分析了三個(gè)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)在組合體狀態(tài)下的無量綱剛度，并通過響應(yīng)面法建立組合體結(jié)構(gòu)剛度和零部件離散狀態(tài)剛度的協(xié)調(diào)性關(guān)系。
　　 4、對各個(gè)機(jī)型進(jìn)行冷卻水腔的流動(dòng)換熱計(jì)算，獲取水腔壁面的溫度和對流換熱系數(shù)作為第三類邊界條

4、件施加到有限元模型中，計(jì)算機(jī)體組的溫度場分布，為計(jì)算機(jī)體組缸套熱變形準(zhǔn)備熱邊界條件。
　　 5、分別考察機(jī)體組冷態(tài)和熱態(tài)四個(gè)工況下缸套變形情況。提出了最大、最小有效變形、有效圓度誤差和有效圓柱度誤差的指標(biāo)來評(píng)價(jià)缸套失圓變形情況，提出了扭曲系數(shù)來評(píng)價(jià)缸套變形后的扭曲程度。綜合考慮缸套失圓變形和扭曲變形的情況，提出扭曲度的概念來綜合評(píng)價(jià)缸套變形。
　　 6、應(yīng)用響應(yīng)面法分冷態(tài)和熱態(tài)兩種工況對缸套扭曲變形與組合體剛度的協(xié)調(diào)性關(guān)