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基于ProCAST的柴油机活塞铸造工艺模拟及优化

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铸造 2022年第5期71卷 632-636页

作者：周传龙何强周宏根李国超符博峰赵明江苏科技大学机械工程学院江苏镇江212003 陕西柴油机重工有限公司陕西西安713100

为解决某船用柴油机活塞在铸造过程中出现的缩孔、缩松缺陷问题,基于三维建模软件以及铸造仿真模拟软件,以QT700活塞铸件为研究对象,运用UG绘制其三维模型图,利用ProCAST软件模拟活塞铸件的铸造过程并预测缩孔、缩松缺陷可能出现的区域... 详细信息

为解决某船用柴油机活塞在铸造过程中出现的缩孔、缩松缺陷问题,基于三维建模软件以及铸造仿真模拟软件,以QT700活塞铸件为研究对象,运用UG绘制其三维模型图,利用ProCAST软件模拟活塞铸件的铸造过程并预测缩孔、缩松缺陷可能出现的区域。根据活塞铸件的结构特点设计了轴向引入和径向引入两种底注式浇注系统。研究表明:径向引入底注式浇注系统相比于轴向引入底注式浇注系统在减少铸件缩孔、缩松缺陷上更有优势。进一步研究浇注温度、充型时间以及铸型温度等对铸件缩孔、缩松率的影响规律,并通过正交试验获得最佳的工艺参数组合。最后,在铸造缺陷产生部位增加补缩冒口,有效地消除了铸造过程中的缺陷。

关键词：柴油机活塞铸造浇注系统数值模拟

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柴油机活塞有限元分析与结构改进

时代汽车 2023年第21期 141-143页

作者：苏冠领张文强广西城市职业大学广西崇左市532100

本文探讨了柴油机活塞结构的有限元分析及其改进方法。通过建立活塞结构分析模型和设置边界条件,得到了活塞在不同工况下的应力分布情况。在此基础上,分别探讨了加强筋设计、壁厚优化设计、拓扑优化设计和参数化设计等活塞结构改进方法... 详细信息

本文探讨了柴油机活塞结构的有限元分析及其改进方法。通过建立活塞结构分析模型和设置边界条件,得到了活塞在不同工况下的应力分布情况。在此基础上,分别探讨了加强筋设计、壁厚优化设计、拓扑优化设计和参数化设计等活塞结构改进方法,并分析了其优缺点,本文旨在为柴油机活塞结构的优化设计提供一定的参考依据。

关键词：柴油机活塞有限元分析结构改进加强筋壁厚优化

用光弹性试验法研究柴油机活塞的应力强度因子

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内燃机学报 1987年第1期5卷 76-85页

作者：张熹张南林上海船用柴油机研究所

在分析柴油机活塞损坏的时候确定活塞裂纹尖端的应力强度因子是极为重要的。本文从线弹性断裂力学的基本理论出发,导出了光弹性法研究应力强度因子的计算公式,叙述了普通光弹性和激光全息光弹性法在研究应力强度因子方面的优缺点及试验... 详细信息

在分析柴油机活塞损坏的时候确定活塞裂纹尖端的应力强度因子是极为重要的。本文从线弹性断裂力学的基本理论出发,导出了光弹性法研究应力强度因子的计算公式,叙述了普通光弹性和激光全息光弹性法在研究应力强度因子方面的优缺点及试验中必须注意的事项。本文对一柴油机的活塞顶模型进行了试验,结果表明,试验值同有限元计算值颇为一致,证明光弹性法是一种研究柴油机零件应力强度因子的有效方法。

关键词：应力强度因子等差条纹等和条纹光弹性法力学因子裂纹尖端力学性能试验柴油机活塞

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热障陶瓷涂层材料对柴油机活塞的影响

表面技术 2017年第2期46卷 149-153页

作者：李闯张翼胡定云蔡强邹润马伟凯中北大学机械与动力工程学院太原030051 中国北方发动机研究所(天津) 天津300400

目的研究不同陶瓷材料对活塞温度和热应力的影响。方法以氧化镁-部分稳定氧化锆陶瓷(Mg-PSZ)和氧化钇-部分稳定氧化锆陶瓷(Y-PSZ)两种材料为研究对象,在硅铝合金活塞顶部分别喷涂Mg-PSZ和Y-PSZ等离子体,分析讨论了两种不同涂层材料对活... 详细信息

目的研究不同陶瓷材料对活塞温度和热应力的影响。方法以氧化镁-部分稳定氧化锆陶瓷(Mg-PSZ)和氧化钇-部分稳定氧化锆陶瓷(Y-PSZ)两种材料为研究对象,在硅铝合金活塞顶部分别喷涂Mg-PSZ和Y-PSZ等离子体,分析讨论了两种不同涂层材料对活塞温度场和热应力场的影响,对比分析了有无陶瓷涂层活塞温度场和热应力场的变化。结果和无涂层活塞相比,Mg-PSZ涂层活塞和Y-PSZ涂层活塞的表面温度明显升高,其表面最高温度分别升高了50.49%和34.81%,但是对应的基体最高温度却分别下降了28.49%和17.34%。同时还发现,Mg-PSZ涂层活塞和Y-PSZ涂层活塞具有相同的温度和热应力分布,并且其活塞基体和无涂层活塞也具有相同的温度和热应力分布。结论 Mg-PSZ涂层活塞和Y-PSZ涂层活塞都会导致活塞表面温度升高,应力增大,但是Y-PSZ对基体温度影响更大,Mg-PSZ对热应力影响更大。

关键词：热障涂层柴油机活塞温度分布热应力氧化镁-部分稳定氧化锆陶瓷氧化钇-部分稳定氧化锆陶瓷

应用轴对称边界元法分析柴油机活塞顶的温度场

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内燃机学报 1988年第1期6卷 33-40页

作者：张南林金重文上海船用柴油机研究所

本文从三维热传导的基本微分方程出发,利用格林等式,建立了三维热传导问题的边界积分方程;通过对此问题的边界积分方程及三维调和算子基本解进行处理,得出了轴对称热传导问题的边界积分方程及基本解,然后利用所得基本解及边界元计算公式... 详细信息

本文从三维热传导的基本微分方程出发,利用格林等式,建立了三维热传导问题的边界积分方程;通过对此问题的边界积分方程及三维调和算子基本解进行处理,得出了轴对称热传导问题的边界积分方程及基本解,然后利用所得基本解及边界元计算公式,对K48E 型柴油机活塞顶温度场进行分析。计算结果同实际柴油机活塞的测量结果和轴对称有限元计算结果颇为一致。实际计算表明,用边界元法分析活塞顶温度场,计算精度高,同实测值相比,误差在2%左右,而且计算前的数据准备工作量仅为有限元的1/5～1/10。

关键词：边界元法边界轴对称温度场活塞顶边界元素法数值分析热传导能量传递轴对称体旋转体柴油机活塞

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基于温度场试验的柴油机活塞结构优化

内燃机与动力装置 2022年第1期39卷 83-87,92页

作者：郭金宝吴国栋吕娜王亮王国华滨州渤海活塞有限公司山东滨州256602 山东省发动机活塞摩擦副重点实验室山东滨州256602

为了有效降低有内冷油腔活塞的表面温度,对某柴油机活塞结构进行优化,调整内冷油腔进油口直径及进、出油口高度,利用有限元分析软件建立活塞温度场模型,仿真分析优化前、后的活塞温度场。研究结果表明:改进后活塞各个关键部位的温度均... 详细信息

为了有效降低有内冷油腔活塞的表面温度,对某柴油机活塞结构进行优化,调整内冷油腔进油口直径及进、出油口高度,利用有限元分析软件建立活塞温度场模型,仿真分析优化前、后的活塞温度场。研究结果表明:改进后活塞各个关键部位的温度均不同程度降低,其中活塞温度最高的燃烧室喉口的温度降低了4℃,燃烧室底部降温效果显著,温度降低了11℃。说明结构优化合理、有效,该优化设计可以为柴油机活塞内冷油腔的优化设计提供参考。

关键词：柴油机活塞温度场内冷油腔硬度塞

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重油柴油机活塞

内燃机学报 1985年第4期3卷 353-364页

作者：英格马·阿尔奎斯特沃特西拉瓦萨厂芬兰

本文首先回顾了柴油机燃用重油的历史。随后介绍了重油对活塞的影响和对活塞设计提出的新要求,以及 W(?)rtsil(?)厂所采取的相应措施。例如将一部分润滑油通过油嘴供入活塞裙上部、油环下面的环形槽内,保证润滑油持续均匀地分布在裙部... 详细信息

本文首先回顾了柴油机燃用重油的历史。随后介绍了重油对活塞的影响和对活塞设计提出的新要求,以及 W(?)rtsil(?)厂所采取的相应措施。例如将一部分润滑油通过油嘴供入活塞裙上部、油环下面的环形槽内,保证润滑油持续均匀地分布在裙部关键表面等。最后介绍了试验结果。

关键词：柴油机活塞奎斯特阿尔英格重油石油燃料内燃机学报

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某船柴油机活塞顶断裂故障实例

航海技术 2022年第6期 44-47页

作者：赵国锋中国地质调查局青岛海洋地质研究所

活塞是柴油机中的关键部件之一,在燃烧室中受到燃气高温、高压、烧蚀和腐蚀作用,它的热负荷和机械负荷很高,而活塞材料在高温下机械性能又有所降低,所以活塞在工作中易发生断裂和变形。[1]本文通过一起柴油机活塞顶断裂故障实例,对活塞... 详细信息

活塞是柴油机中的关键部件之一,在燃烧室中受到燃气高温、高压、烧蚀和腐蚀作用,它的热负荷和机械负荷很高,而活塞材料在高温下机械性能又有所降低,所以活塞在工作中易发生断裂和变形。[1]本文通过一起柴油机活塞顶断裂故障实例,对活塞断裂的原因进行分析,指出活塞的维护和保养的重要性,提出相关轮机管理的注意事项,供同行参考。1 船舶及设备参数某科考船是2005年出厂的多用途综合地质调查船,双机双桨,可调螺距。

关键词：柴油机活塞故障实例活塞材料机械负荷腐蚀作用轮机管理设备参数维护和保养

高强度柴油机活塞温度与应力场有限元分析及其结构改进

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内燃机工程 2020年第1期41卷 1-11页

作者：蔡翌辉刘畅郭豪杰温艳汪舟谢乐春武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室武汉430070 武汉理工大学汽车零部件技术湖北省协同创新中心武汉430070 广汽乘用车(杭州)有限公司杭州311200

结合柴油机活塞发展现状,针对某型号高强度柴油机,利用SolidWorks建立该柴油机活塞的三维模型,并用ANSYS对活塞进行有限元分析,讨论活塞在高温环境、最高燃烧压力或最大侧向力作用下的温度场、应力分布和变形情况*分析结果表明,活塞主... 详细信息

结合柴油机活塞发展现状,针对某型号高强度柴油机,利用SolidWorks建立该柴油机活塞的三维模型,并用ANSYS对活塞进行有限元分析,讨论活塞在高温环境、最高燃烧压力或最大侧向力作用下的温度场、应力分布和变形情况*分析结果表明,活塞主要承受热应力和热变形,最大耦合应力在油道顶部,约270 MPa,最大变形出现在活塞顶部边缘,变形量约0.08%,变形随活塞高度降低而减小,在裙部略有上升*活塞头部在销孔方向上热变形大于耦合变形,两者差值随活塞头部高度降低而减小*活塞在垂直于销孔轴线方向上的耦合变形总体上大于平行于销孔方向的耦合变形。同时,燃烧室喉口、环槽和销座处应力集中明显,针对上述薄弱区域进行结构改进,发现改进后应力值均显著降低,这些结构改进对高强度柴油机活塞设计开发具有重要指导意义。

关键词：柴油机活塞应力场温度场有限元结构改进