某船用低速柴油機(jī)活塞性能研究.pdf

1、柴油機(jī)自發(fā)明至今已有一百多年的歷史，并以其熱效率高、功率范圍廣和機(jī)動性好等優(yōu)點得到了廣泛的應(yīng)用。隨著人類社會的不斷發(fā)展，為滿足不斷增長的生產(chǎn)生活的要求，內(nèi)燃機(jī)向著高爆壓、高功率以及高速化等方向發(fā)展。隨著功率的不斷提高，柴油機(jī)所需承受的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷也將不斷增大，活塞作為柴油機(jī)中主要傳動和承載部件，活塞性能的好壞將直接影響柴油機(jī)的可靠性和使用壽命。在柴油機(jī)工作時，活塞受載工況非常復(fù)雜，因此對柴油機(jī)活塞進(jìn)行了熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷模擬計算以評估

2、其是否具有較好的強(qiáng)度性能、剛度性能以及可靠性，對于柴油機(jī)設(shè)計研發(fā)是非常重要的。
　　本文針對某型船用低速柴油機(jī)，運用有限元分析軟件對該型號柴油機(jī)活塞組進(jìn)行熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷仿真研究分析，并對活塞組各部件進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性以及疲勞性能進(jìn)行校核，具體工作內(nèi)容如下：
　?。?）基于熱分析理論基礎(chǔ)，建立活塞流固耦合模型，運用流體動力學(xué)軟件和有限元分析軟件進(jìn)行聯(lián)合仿真求取活塞流體域和固體域耦合面上的邊界條件，并以此作為進(jìn)行活塞溫度場

3、分析所需的邊界條件，求出活塞溫度場分布結(jié)果；
　?。?）基于活塞應(yīng)力場分析理論，運用有限元分析軟件建立活塞有限元模型，將活塞溫度場分布結(jié)果作為溫度邊界，模擬活塞所受熱負(fù)荷，同時將通過理論計算和已知數(shù)據(jù)得到的機(jī)械負(fù)荷加載到活塞上，得到仿真計算結(jié)果并對將結(jié)果進(jìn)行對比分析，對活塞組各部件的強(qiáng)度性能和剛度性能以及危險區(qū)域進(jìn)行詳細(xì)分析和預(yù)測；然后對活塞桿進(jìn)行穩(wěn)定性分析，研究活塞桿屈曲特性；最后基于VDI2230螺栓強(qiáng)度計算規(guī)范驗證活塞螺栓的