汽油发动机 活塞型线有限元分析

2016-07-24 18:23 作者:cuifucheng 来源:未知 浏览: 我要评论

摘要:本篇文章由网友 lqhfut2000 分享,是原创,很不错的一篇文章。 第一、 1.1设计方案常规分析 本次分析活塞型号为R200、R200A(更

本篇文章由网友 lqhfut2000 分享,是原创,很不错的一篇文章。

第一、

1.1设计方案常规分析


本次分析活塞型号为R200、R200A(更改后),本次分析命名最初送样状态为状态1,R200A(更改后)的状态为状态2。

如下图所示为状态一

编号 项目 参数
1 压缩高 22
2 缸径 70
3 总高 36
4 销孔直径 φ16
6 材料 4032
7 重量 163.8g
8 表面处理  
9 活塞结构  
10 功能结构  
状态一

1.2有限元分析内容


编号 分析内容 备注
1 热应力 温度场
2 热应力+最大机械力 做功冲程
3 热应力+最大惯性力 排气冲程
4 疲劳 疲劳系数


疲劳计算考虑因素:温度影响、结构影响、表面质量;安全系数评价标准:大于1.1;(考虑载荷分散性和网格质量影响)

疲劳应力循环由循环平均应力和交变应力幅构成,如下图所示

计算方程

材料疲劳极限图,如图所示


1.3温度场及应力分析网格划分


如下图所示

温度与应力分析

图中上部为温度场分析网格,下部为应力分析网格

1.4温度场分析结果


如下图所示



区域 最高温度/℃
状态1
最高温度/℃
状态2
温度限值
顶面 258.1 262.4 <350℃
内腔底部 247.0 252.7 <350℃
火力岸 206.0 207.9 <350℃
第一环槽底 189.1 191.1 <220℃
第二环岸 180.8 182.9 <220℃
销座 201.4 199.5 <220℃
上裙部 140.1 142.7 <200℃
下裙部 111.6 111.2  -


从温度分布结果来看,两活塞设计均合理,最高温度出现在顶面中央

1.5各部位温度分布


状态1和状态2的温度分布

1.6销孔比压结果及分析(备注:模拟分析使用爆发压力7.5Mpa




状态1销孔最大比压为104.9Mpa,状态B为90.8Mpa,状态2更合理。

1.7热应力及热机耦合分析(备注:模拟分析使用爆发压力7.5Mpa

如下图所示



上为状态1,下为状态2,从以上结果来看,状态2各个时刻应力均低于状态1,状态2结构设计更合理。

1.8各部位应力分布(备注:模拟分析使用爆发压力7.5Mpa


如下图所示



上为状态1,下为状态2,状态1最大应力为147.6Mpa,状态2为103.0Mpa,优于状态1。

1.9疲劳安全系数


如下图所示


第二、

2.0第二环岸强度校核


如下图所示

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1、2两种状态二环岸强度一致,对第二环岸进行强度校核,环岸承受的最大应力为36.71Mpa,大于30Mpa的许用值,环岸强度可能出现问题,需结合贵司实际试验情况考虑是否需要更改。

2.1.1型线分析


如下图所示

根据裙部接触分析,状态2型线设计比状态1合理

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2.1.2型线分析(备注:曲轴转角38°CA


上为状态1,下为状态2 ,最大爆压时刻的裙部接触状态2符合要求,状态1不符合要求。

如下图所示

13

2.2结论


根据分析,状态1在最大应力、销孔比压、接触状态、安全系数方面均不如状态2,状态2设计更合理。优化完善。

谢谢!

标签:活塞分析
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