啟動工況下活塞熱負荷問題的研究.pdf

1、隨著發(fā)動機強化指標的不斷提高，其整機及主要零部件的可靠性受到了更加嚴峻的考驗。已有的研究工作表明，發(fā)動機在頻繁起動(尤其是超低溫啟動)、停車或突加載荷等非穩(wěn)定工況下，燃燒室表面所承受的熱沖擊負荷更為嚴重。因此本文以啟動工況下活塞的熱負荷問題為對象展開研究。 本文以z175F2型柴油機主要受熱零件一活塞的熱沖擊作為研究對象，在所研制的活塞熱疲勞摸擬試驗臺上，進行了活塞熱狀態(tài)的模擬試驗。應(yīng)用ANSYS軟件，通過合理的模型簡化，對發(fā)動

2、機啟動工況下活塞的熱沖擊狀態(tài)進行了數(shù)值仿真，從理論上探討了啟動溫度對活塞熱狀態(tài)的影響。利用模擬計算與試驗結(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)動機啟動工況下活塞的溫度場與熱應(yīng)力場分布，并模擬計算了超低溫啟動工況下活塞的熱負荷情況。從而更加全面深入地了解在啟動工況下活塞的溫度場和應(yīng)力場變化規(guī)律。上述試驗和理論研究結(jié)果將為活塞熱損傷的研究打下良好的基礎(chǔ)，同時也為探索發(fā)動機啟動性能和可靠性研究提供了理

3、論和試驗手段。 根據(jù)本文仿真計算和試驗的結(jié)果可以得出以下結(jié)論： 1、進行啟動工況下活塞熱狀態(tài)模擬時，單個工作循環(huán)中活塞表面溫度的波動對活塞啟動工況下熱負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，對活塞施加平均載荷或者線性變化載荷。 2、本研究試驗對象為175柴油機平頂活塞，其結(jié)構(gòu)相對比較簡單，仿真模型的計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