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活塞裙润滑油膜温度场有限元分析

内燃机学报 2004年第6期22卷 543-548页

作者：孟凡明张优云西安交通大学润滑理论及轴承研究所陕西西安710049

利用八节点等参有限单元法,对活塞裙的润滑油膜进行了温度场分析。首先给出了活塞裙的雷诺润滑方程、二阶运动方程以及油膜的能量方程。然后在给出上述方程的有限元求解表达式和步骤的基础上,对它们进行了联立求解。最后以某发动机为例... 详细信息

利用八节点等参有限单元法,对活塞裙的润滑油膜进行了温度场分析。首先给出了活塞裙的雷诺润滑方程、二阶运动方程以及油膜的能量方程。然后在给出上述方程的有限元求解表达式和步骤的基础上,对它们进行了联立求解。最后以某发动机为例,研究了其活塞裙部润滑油膜温度场在发动机运转周期内的变化。计算结果表明,油膜温度场随曲柄转角的变化而变化;活塞在上止点时,油膜温度从活塞裙上端到下端基本呈递减趋势;活塞位于行程中部时,在靠近活塞裙上端附近,出现高于边界温度的油膜温升;相同轴向位置处,周向温度几乎不变。

关键词：温度场油膜活塞裙二阶运动有限元分析

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缸套振动求解及其对活塞裙润滑性能影响分析

四川大学学报（工程科学版） 2014年第4期46卷 167-175页

作者：孟凡明王贤福陈原培重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400030

建立了考虑缸套振动的活塞动力学和混合润滑耦合模型,并使用Broyden算法对缸套振动特性进行求解。在综合考虑活塞裙部及缸套的表面粗糙度、弹性变形、接触等因素对活塞裙部润滑性能影响的基础上,使用Broyden算法求解缸套振动特性,并研... 详细信息

建立了考虑缸套振动的活塞动力学和混合润滑耦合模型,并使用Broyden算法对缸套振动特性进行求解。在综合考虑活塞裙部及缸套的表面粗糙度、弹性变形、接触等因素对活塞裙部润滑性能影响的基础上,使用Broyden算法求解缸套振动特性,并研究缸套振动对活塞2阶运动、活塞裙部润滑性能的影响。结果表明:做功冲程缸套的振动位移以及加速度最大,且随着转速的增加,位移响应幅值增大;与不计缸套振动相比,计入缸套振动的活塞2阶运动速度出现剧烈振荡,局部油膜压力幅值以及最小油膜厚度会明显波动,平均摩擦功耗增加。

关键词：缸套振动润滑性能 2阶运动活塞裙 Broyden算法

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粘温效应对十字头滑块与活塞裙润滑影响分析

哈尔滨工程大学学报 2019年第12期40卷 1980-1985页

作者：李瑞孟祥慧上海交通大学机械与动力工程学院

为了研究船用低速二冲程柴油机关键摩擦副的摩擦动力学问题,本文依据多体动力学和混合润滑的基本原理,考虑润滑油的粘温效应,分析了工作温度下十字头滑块与活塞裙的摩擦学与动力学特性,并与冷态分析结果做了对比。结果表明:在工作温度下... 详细信息

为了研究船用低速二冲程柴油机关键摩擦副的摩擦动力学问题,本文依据多体动力学和混合润滑的基本原理,考虑润滑油的粘温效应,分析了工作温度下十字头滑块与活塞裙的摩擦学与动力学特性,并与冷态分析结果做了对比。结果表明:在工作温度下,十字头滑块和活塞裙的摩擦损失更小,但二阶运动更剧烈。同时,剧烈的二阶运动使得十字头滑块在发火上止点后,主推力侧的最小膜厚明显降低。

关键词：十字头滑块活塞裙粘温效应混合润滑摩擦学动力学二阶运动数值模拟船用低速柴油机

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耦合弹性变形的活塞裙润滑有限元求解

内燃机学报 2003年第6期21卷 461-466页

作者：孟凡明董光能张优云西安交通大学润滑理论及轴承研究所陕西西安710049

利用八节点等参有限元,进行了活塞裙润滑和弹性变形的耦合求解。首先给出了混合润滑方程和活塞裙弹性变形方程,然后给出了求解这些方程的有限元求解步骤。计算结果表明:考虑活塞裙变形的油膜压力场峰值一般比不考虑活塞裙变形的油膜压... 详细信息

利用八节点等参有限元,进行了活塞裙润滑和弹性变形的耦合求解。首先给出了混合润滑方程和活塞裙弹性变形方程,然后给出了求解这些方程的有限元求解步骤。计算结果表明:考虑活塞裙变形的油膜压力场峰值一般比不考虑活塞裙变形的油膜压力场峰值大;不同转角下的油膜压力场形状不同,有时呈现抛物线性,有时呈现马鞍型。同时,发现不同转角下活塞裙中部变形较大,在做功行程变形较为明显,变形区域也随着转角的变化有所不同,有时集中在流场中部,有时却集中在流场周向两边。结果也表明:考虑弹性活塞裙下,油薄膜承载力在吸气、压缩、做功行程有一定增加,而且在做功行程增加较为明显;摩擦力也有所增加,但增加不明显;在排气行程,油薄膜承载力和摩擦力会出现波动,承载力波动较大。

关键词：弹性耦合变形有限元弹性流体润滑活塞裙

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LD11铝活塞裙等温锻件组织与性能分析

热加工工艺 1997年第3期26卷 36-37页

作者：扈成才杨宏涛李惠曲丁琰王淑云北京航空材料研究院 100095

简述了LD11铝活塞裙等温模锻工艺，分析了其锻件的组织与性能．

关键词：等温锻件组织性能铝合金活塞裙发动机

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活塞裙的优化设计与流体动力润滑

拖拉机与农用运输车 2004年第4期31卷 35-37页

作者：陈传举河南科技大学 471003

从活塞裙相对于气缸壁面变速润滑运动的状态出发 ,建立了雷诺方程 ,以椭圆 -双曲面表达热态时活塞裙部型面的形状 ,再以解析式模拟裙部表面和气缸壁面之间的油膜 ,用有限元方法解雷诺方程 ,得出分布的油膜压力 ,以油膜压力合力与侧压力... 详细信息

从活塞裙相对于气缸壁面变速润滑运动的状态出发 ,建立了雷诺方程 ,以椭圆 -双曲面表达热态时活塞裙部型面的形状 ,再以解析式模拟裙部表面和气缸壁面之间的油膜 ,用有限元方法解雷诺方程 ,得出分布的油膜压力 ,以油膜压力合力与侧压力是否平衡来判断裙部型面的设计是否合适。计算中还考虑了活塞的摆动以及横向位移的影响。

关键词：活塞裙优化设计流体动力润滑雷诺方程油膜压力内燃机活塞

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球铁活塞裙铸造工艺改进及数值模拟

热加工工艺 2013年第19期42卷 72-74页

作者：历长云吴亚辉米国发河南理工大学材料科学与工程学院河南焦作454000 河南理工大学工程训练中心河南焦作454000

根据铸铁活塞裙结构特点,进行了铸造工艺设计。运用View Cast软件对铸件的凝固过程进行了模拟。结果显示,在活塞裙的肋处存在铸造缺陷。基于数值模拟结果和理论分析,对铸造工艺方案进行了优化。通过使用冷铁最大程度地消除了铸造缺陷,... 详细信息

根据铸铁活塞裙结构特点,进行了铸造工艺设计。运用View Cast软件对铸件的凝固过程进行了模拟。结果显示,在活塞裙的肋处存在铸造缺陷。基于数值模拟结果和理论分析,对铸造工艺方案进行了优化。通过使用冷铁最大程度地消除了铸造缺陷,从而获得了合理的铸造工艺。

关键词：活塞裙工艺方案缺陷

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钻活塞裙斜孔夹具

机械设计 1997年第6期14卷 41-43页

作者：张德忠大同机车厂工艺处

零件上有直孔或空间复合角斜孔，回转体上的径向孔，还有回转体上具有偏心位置的径向斜孔。零件上具有空间复合角孔的加工，一般设计空间角度的夹具，来满足工艺要求，介绍钻活塞裙斜孔夹具。

关键词：孔加工钻孔工艺活塞裙斜孔夹具

活塞裙磨削专机结构设计及磨削力控制系统研究

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活塞裙磨削专机结构设计及磨削力控制系统研究

作者：李向利安徽工程大学

学位级别：硕士

随着现代制造技术的快速发展,机床加工领域正发生着深刻变革,相关研究朝着高精、高效、智能和绿色等方向不断深入。活塞是发动机中的重要零部件,由于其工作速度快、受力大且承受交变载荷,故对其生产要求较为严格。然而活塞表面的一些质... 详细信息

随着现代制造技术的快速发展,机床加工领域正发生着深刻变革,相关研究朝着高精、高效、智能和绿色等方向不断深入。活塞是发动机中的重要零部件,由于其工作速度快、受力大且承受交变载荷,故对其生产要求较为严格。然而活塞表面的一些质量问题如其裙部的毛刺,在生产中常采用人工去除,但该方法存在去除不彻底、划伤工件及低效等弊端。目前,国内有关活塞裙磨削专机与磨削力控制方面的研究十分有限,因此深入此方面的研究或有望提高活塞裙的加工质量和效率。本文对活塞裙磨削专机磨削力进行了研究,得到了活塞裙部的磨削力数学模型,确定了主要对法向磨削力进行恒力控制研究,设计了一种用于活塞裙部磨削的专用机床,实现了纵向和横向磨削加工,设计并建立了活塞裙磨削专机气动力控制系统,对比极点配置优化和PID控制效果,引入时间最优控制方法,提高了该系统的动态性能。主要研究内容如下:（1）对活塞裙磨削专机磨削力进行研究,提出了活塞裙部磨削力的理论计算方法。将活塞裙部所受磨削力分为切屑形成力和摩擦力,研究单颗磨粒受力状态,推出了单位磨削力公式,分析了磨粒和磨粒与工件接触的性质,得出了切屑形成力的模型,推导了摩擦力数学模型,得到了活塞裙部磨削力的计算模型,代入相关参数进行算例分析,分析了影响磨削力大小的主要因素,并得知法向力为影响磨削加工的主要受力,确定了本文主要对法向磨削力进行恒力控制。（2）设计了活塞裙磨削专机的总体方案及机械结构。对专机总体加工方案进行了分析,计算了专机工作时的磨削用量,确定了专机的总体结构,进行了传动系统设计,结合活塞裙磨削力的计算公式,确定了专机工作的最大负载,计算结果作为文中设计磨削力控制系统的控制值。（3）对活塞裙磨削专机气动系统进行了设计和仿真。设计了专机气动力控制系统原理图,阐述了该系统的工作原理,进行气动系统设计,对系统中各部件作了相应计算与选型,为了验证所设系统是否合理,校核了其性能,并运用AMESim进行了仿真和分析。（4）对活塞裙磨削专机气动力控制系统进行了建模和仿真。建立了专机气动力控制系统的三大方程,完成了该系统的数学建模,采用Bode图、Nyquist图及Lyapunov方法等对控制系统进行了稳定性分析,确定了该系统能控能观,并对系统进行了MATLAB仿真分析。（5）研究了活塞裙磨削专机气动力控制系统的控制策略,提出了基于该系统的时间最优控制方法。运用极点配置和PID控制方法进行控制系统优化,针对系统响应仍存在滞后和不稳定的情况,引入了时间最优控制方法,设定了时间最优控制的性能指标,并对控制量进行约束,对目标函数进行降阶处理,建立了最优控制模型,得到了系统的时间最优控制响应曲线,结果表明该系统能够稳定且性能有了很大改善。本文主要创新点如下:（1）提出了活塞裙部磨削力的理论计算方法。由一般磨削力的推导过程,提出了活塞裙部磨削力的理论推导方法,并对活塞裙磨削力进行了估算。（2）设计了活塞裙磨削专机及其气动力控制系统。该系统主要对活塞裙部进行纵向和横向磨削,去除裙部的毛刺和余量,实现了对活塞裙的专用加工及恒力磨削,满足了磨削加工工艺要求。（3）将时间最优控制理论应用到活塞裙磨削专机气动力控制系统。设置最优控制目标,确定控制规律边界条件,对目标函数进行降阶处理,建立了最优控制模型,得到了该系统的时间最优控制方法,力控制系统经优化后性能得到了明显提高。

关键词：活塞裙磨削专机磨削力气动力控制系统控制策略时间最优控制