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考虑进气冷却效应的活塞低周疲劳寿命预测

论文摘要

针对进气过程中活塞顶面温度分布不均匀,会对活塞疲劳寿命计算产生影响的问题,采用燃烧模拟和有限元方法,结合材料试验,进行了活塞低周疲劳寿命预测。首先,通过CFD仿真,获取了考虑进气冷却效应的燃烧室温度分布,有限元仿真计算了活塞温度和应变;然后,进行了573 K下的活塞材料拉伸试验和疲劳试验,获取了活塞材料力学参数并推导出活塞疲劳寿命预测模型;最后,结合活塞应变和疲劳寿命预测模型,对比分析了进气冷却效应对活塞低周疲劳寿命的影响。研究结果表明:考虑进气冷却的燃烧室,燃气温度分布不对称,进排气侧的温差达到了75 K左右;活塞应变较大的位置主要集中在活塞凹坑底部、冷却油腔内部、环岸内部和活塞销孔上半部;考虑进气冷却效应导致活塞最大应变值上升了0.425%,低周疲劳寿命降低了13.8%。

论文目录

  • 1 理论介绍
  •   1.1 控制方程
  •   1.2 Manson-Coffin疲劳寿命预测模型
  • 2 活塞材料试验
  •   2.1 活塞材料与加工
  •   2.2 活塞材料拉伸试验
  •   2.3 活塞材料疲劳试验
  • 3 活塞有限元模型的建立与验证
  •   3.1 活塞热边界条件获取
  •   3.2 活塞机械载荷的获取
  •   3.3 活塞有限元模型的建立与验证
  • 4 柴油机活塞寿命预测研究
  •   4.1 进气冷却对活塞温度场分布的影响
  •   4.2 进气冷却对活塞应变场分布的影响
  •   4.3 进气冷却对活塞低周疲劳寿命的影响
  • 5 结 论

    • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 李云强,赵立普,李伟东,王静超,徐天舒,张俊红

    关键词: 活塞,进气冷却,热机耦合,疲劳寿命

    来源: 西安交通大学学报 2019年07期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 汽车工业

    单位: 内燃机可靠性国家重点实验室,潍柴动力股份有限公司,天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室,天津大学仁爱学院

    基金: 内燃机可靠性国家重点实验室开放课题资助(skler-201713)

    分类号: U464.134.4

    页码: 45-51

    总页数: 7

    文件大小: 2672K

    下载量: 166

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    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/0ba85f0b985810db083aa309.html