6200型柴油机气缸盖强度的有限元分析

利用现代计算技术,建立了6200型柴油机缸盖的实体模型和有限元模型,利用发动机热力仿真软件、CFD软件与有限元软件的交叉计算为气缸盖的强度计算提供了温度场和传热系数分布等边界条件。在此基础上,对该柴油机功率提升前、后的气缸盖在柴油机装配状态下和最大功率工况时拉应力情况进行了计算分析,确定了不同情况下的缸盖产生最大拉应力的位置。对气缸盖的疲劳强度安全系数进行了计算分析,为生产部门提供了参考。1000h的可靠性试验证明了计算结果的合理性。     

基于流-固耦合分析的某型柴油机冷却水套开发

利用三维CAE软件对我所某款高速轻型柴油机冷却水套进行开发。首先运用Star-ccm+对整个冷却水套进行优化,初步获得较为理想的冷却流场分布,并提取该方案的缸盖热边界条件,即流体壁面温度及换热系数;然后将提取的热边界条件映射到有限元面网格,并运用有限元技术将其与缸盖体单元进行耦合,先后计算出缸盖的温度场及热应力分布,结合缸盖热应力分析结果,对冷却水套及缸盖固体区域进行优化,重复前面仿真工作,直到整个水套流场及缸盖热应力分布合理。     

柴油机排气歧管流固耦合分析

联合AVL-Fire与有限元分析软件对某柴油机排气歧管进行了温度场、热应力分析。首先利用AVL-Fire对排气歧管做内外流场CFD计算,得到排气歧管内外表面的热边界条件,即流体温度和换热系数,将该计算结果作为排气歧管的热边界条件并用有限元软件计算出排气歧管的温度场和热应力。     

柴油机气缸盖冷却性能对比研究

为改善柴油机缸盖的性能指标,首先针对不同传热公式进行了缸盖火力面第三类边界条件的计算,然后给出缸盖冷却性能工程评价指标,并对某型柴油机缸盖利用CFD软件进行耦合计算,最后进行缸盖冷却性能工程评价指标对比分析.计算分析结果表明,不同传热公式对模拟计算的缸盖温度场及应力场有影响,而对流场基本无影响,冷却效果评价指标与流阻评价指标差别不大,而热应力效果评价指标差别较大.该研究结果为缸盖的优化设计提供了较好的依据.     

柴油机功率强化前后气缸盖的温度场模拟与试

对功率强化前后的柴油机分别进行了性能仿真计算,进而确定了缸盖温度场计算的边界条件;利用有限元软件对气缸盖进行三维稳态热分析,并考虑了冷却水沸腾换热的影响;在该柴油机的单缸试验机上进行了稳态温度场测量试验,分析了试验和计算结果;得到了火力面边界条件的设置规律、稳态温度场随工况的变化关系和单缸机与多缸机的稳态温度场差别.     

基于沸腾换热的某柴油发动机温度场分析

采用CFD-FEA耦合方法对某柴油发动机进行温度场分析,通过AVL FIRE软件建立三维缸内燃烧模型和水套流动分析模型,为发动机缸体缸盖温度场分析提供换热边界条件。采用ABAQUS软件计算了缸体缸盖温度场,采用AVL沸腾插件计算了水套壁面的沸腾换热。结果显示,缸盖缸体水套壁面温度离沸腾"开锅点"均保持了20℃以上的温度距离,无沸腾风险。该分析方法可以很好地预测缸体缸盖的温度及水套的沸腾换热情况,为发动机缸体缸盖和水套设计提供了一定的理论依据。     

基于CFD的柴油机气缸体冷却水腔改进设计

利用CFD模拟计算软件FIRE对六缸柴油机冷却系统的流动和传热进行数值模拟,给出了柴油机气缸体部分的冷却水腔内冷却液的流速分布、传热系数分布和压力损失,为气缸体冷却水腔部分的优化改进设计提供了参考.根据计算结果对原机气缸体模型中不合理的地方作了相应的改进设计,在确保缸盖水腔内流动性能良好的前提下,改进设计后气缸体内的流体流动和传热得到了较大的改善.     

基于贝叶斯方法的收割机发动机盖有限元模型修正

收割机发动机缸盖较为复杂,在进行有限元分析时,如果模型简化或计算模型选择错误对计算效果影响很大。为此,提出了一种基于贝叶斯方法的发动机缸盖有限元模型修正方法,在进行缸盖的有限元分析时,采用了贝叶斯方法对缸盖的刚度参数进行修正,有效地提高了计算仿真的准确性。为了验证修正模型的可行性和可靠性,利用Pro/E软件对收割机发动机缸盖进行了三维建模,并将模型直接导入到ANSYS软件中进行了网格划分,网格划分采用了分块网格划分的形式,提高了计算效率和计算的准确性。最后,运用ANSYS对发动机缸盖在工作条件下的应力分布进行了有限元仿真计算,结果表明:采用修正模型可以成功地计算得到较为准确的应力分布情况,从而验证了模型的可靠性,为收割机发动机缸盖的设计提供了重要的数据参考。     

天然气发动机气缸盖流固耦合传热研究

利用CFD计算软件对天然气发动机气缸盖及其冷却水套进行了三维流固耦合流动与传热数值模拟,得到了缸盖温度场和水套流场的信息并进行了分析评价;将计算结果与试验结果进行对比验证了模拟的准确性。根据计算发现的问题,提出了改变上水孔面积的改进措施,通过加大第5缸附近的水流量,减小第1、2缸附近的水流量,改善了冷却效果。     

天然气发动机缸盖底板的改进设计

在某型号天然气发动机缸盖的基础上,对缸盖底板的结构进行优化设计。运用Abaqus有限元分析软件对改进前后气缸盖进行热机顺序耦合计算分析,主要对比分析两种气缸盖底板的应力分布状况。为了更加真实地模拟缸盖的应力场,计算中考虑了装配应力对缸盖的影响。结果表明,改进后的缸盖底板温度和应力明显降低,发动机可靠性得到提升。     

基于虚拟边界法的永磁式缓速器转子鼓温度场计算方法

根据车用永磁式缓速器的结构和工作原理,建立了转子鼓温度场的计算模型;推导了由于涡流集肤效应的影响导致转子鼓上集中分布的内热源强度公式,确定了合理的边界条件,运用虚拟边界法和传热学理论推导了转子鼓稳态温度场的计算公式;最后进行了台架试验,并与计算数据进行了比较,结果表明试验值与理论值吻合较好。此计算公式可用来分析转子鼓温度场的变化,反映各设计参数与温度之间的精确关系,达到转子鼓的优化设计、减小转子鼓温度和温度梯度、从而降低转子鼓的热应力与热变形,有效提高永磁式缓速器的制动稳定性。     

传动装置密封环热负荷评估与试验

应用数值计算和试验研究相结合的方法对车辆传动装置密封环的热负荷特性进行评估。根据传动装置涨圈型密封环的工作特点,确定了密封环传热规律,提出了密封表面摩擦热的计算方法,获得了传热过程的边界条件。模拟实际运行工况,采用热-结构耦合方法对密封环整体的温度分布、热应力、变形量,以及温度随工况的变化规律进行仿真计算。利用研制的动密封综合性能试验系统进行试验对比论证和相关研究。结果表明,所提出的热负荷评估方法使传热过程的模拟更加符合实际的工作状态,能准确有效地预估密封环在热负荷下的性能。     

YZ4105柴油机机体温度场的测量和三维数值模拟

在测量YZ4105柴油机机体和冷却水温度的基础上,建立了机体和缸套耦合数学模型,确定了相应的边界条件,用有限元分析方法计算了机体和缸套的温度场。     

换热器数值计算中传热边界条件的设定

基于对换热器内流体流动通道间传热的热力学第一定律的分析,提出了换热器数值计算中传热边界条件的设定方法。通过对采用不同传热边界条件数值计算结果的对比分析,并与实验测试结果对比,证明该边界条件设定方法切实可行,而且可以提高计算结果可信度。     

熔盐泵轴承润滑冷却系统稳态热计算与分析

影响熔盐泵轴承润滑冷却系统温升的因素,主要来自轴承自身的摩擦发热和高温熔盐介质传入的热流量.通过节点热流网络法建立了轴承润滑冷却系统的热平衡方程组,通过计算轴承的摩擦生成热以及润滑冷却系统的导热热阻和传热量,获得了轴承温度与泵转速、熔盐介质温度、润滑油流量以及进油温度之间的变化规律：泵的转速以及熔盐介质温度对轴承温升影响较大,泵转速越高,轴承的发热量越严重,当泵转速从500 r/min升高到1 500 r/min,可使轴承温度升高20℃左右;当熔盐介质温度低于400℃时,对润滑系统的影响不大,当熔盐介质温度超过550℃时,轴承温度迅速升高,必须采取强制冷却措施;将润滑油进油温度控制在40℃左右、流量控制在1.5~2.5 L/min范围内,可取得最佳的润滑冷却效果.     

增压中冷柴油机缸盖水套CFD分析

对增压中冷柴油机气缸盖冷却水套进行了三维CFD数值模拟,对冷却水套入口流量以及特征点的温度、压力进行测试,为CFD计算提供了准确的边界条件。研究结果表明:气缸盖冷却水套中流速和换热系数均能满足冷却要求,4缸附近的流速相对于其他各缸要小一些;进入气缸盖冷却水套各缸的流量不太均匀,主要原因是大量的冷却水直接从1缸流入气缸盖,这样很容易造成其它缸冷却能力不足,故该气缸盖局部结构需进一步优化处理。     

超临界CO2的管内对流换热研究

概述了超临界CO2流体管内对流换热的研究,指出了影响换热的主要因素有热流密度、浮升力、压力、润滑油等,提供了多种公开发表的超临界流体在冷却工况下的换热关联式,同时指出了现有研究内容的不足。     

中冷器内流动与传热的试验研究

分别用热线风速仪和红外热像仪对一管带式气－气中冷器热气测通道孔内的流动与传热情况进行了测试,通过对测试结果的分析说明,通道孔４个角采圆角过渡是提高冷器传热能力的有效途径,两个相邻热气通道孔间的间壁厚度的选择,是影响中冷器传热能力的一个因素;在冷却壁面内侧加入提高扰动的设施,将会强化中冷器的传热效果。     

定型模内塑料异型材瞬态温度场的数值模拟

离开挤出模头的塑料异型材通过定型模来冷却定型,型材冷却过程的温度场是解决定型模各种问题的重要依据。通过分析型材冷却过程中的热传递方式,对计算模型、初始条件和边界条件进行了更符合生产实际的假设或赋值,利用ANSYS软件完成了塑料异型材在定型模内冷却过程的数值模拟。模拟结果表明型材主壁的温降、型材功能块区域的温降、内筋的温降依次减小,这对定型模的设计具有重要意义。