基于热机耦合的柴油机活塞热应力及疲劳寿命分析

• 作者: 李学智 李铭迪 许广举 赵洋 陈庆樟
• 来源期刊: 内燃机工程
• 学科: 工学
• 关键词: 柴油机 活塞 热负荷 疲劳寿命 有限元分析
• 年，卷（期）: 2017,（2）
• 页码范围: 96-100,106
• 页数: 6页
• 分类号: TK423.33
• 字数: 3184字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13949/j.cnki.nrjgc.2017.02.017

摘要

通过建立活塞裙部型线、活塞优化后的燃烧室及内冷油道等的有限元模型,采用PERMAS软件计算了优化后的活塞在标定工况下的温度场和热机耦合应力,分析了活塞的疲劳寿命,并测量了800h热冲击试验后,活塞环槽、活塞外圆尺寸等尺寸和型线的变化情况.结果表明:活塞高温区域主要分布在活塞顶部,最高温度约为301℃,在活塞材料许用范围内;第一环槽的表面平均温度为194℃,低于润滑油结焦温度230℃;增加了20%喷油量时,活塞的表面温度仍可满足设计要求.在活塞受到热机耦合作用时,活塞向主推力面方向倾斜,主推力面受力较大,约为44N/mm2,活塞销座表面最大应力值区域主要分布在后端销孔上侧,约为98N/mm2,应力值均在许用范围内.活塞疲劳寿命最低的部位在活塞燃烧室底部及燃烧室喉口,理论寿命分别为6.9和7.7,800h热冲击试验后,活塞环槽、销孔、活塞环槽底径、活塞外援尺寸等尺寸变化均较小,活塞外圆型线和椭圆型线变化不大,能够满足使用要求.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	陈庆樟	常熟理工学院汽车工程学院	85	301	8.0	13.0
2	李学智	常熟理工学院汽车工程学院	15	59	5.0	7.0
3	许广举	常熟理工学院汽车工程学院	52	135	6.0	9.0
4	李铭迪	常熟理工学院汽车工程学院	20	86	5.0	8.0
5	赵洋	常熟理工学院汽车工程学院	20	26	3.0	4.0