基于流固耦合传热的柴油机铝活塞疲劳寿命预测与优化设计

作     者：白高俊 雷基林 邓伟 周毅 袁晓麒 承宁 BAI Gaojun;LEI Jilin;DENG Wei;ZHOU Yi;YUAN Xiaoqi;CHENG Ning

作者机构：昆明理工大学云南省内燃机重点实验室云南昆明650500 无锡华星机电制造有限公司江苏无锡214124 

基　　金：国家自然科学基金项目(51665021) 

出 版 物：《昆明理工大学学报（自然科学版）》 (Journal of Kunming University of Science and Technology(Natural Science))

年 卷 期：2022年第47卷第2期

页      码：142-150页

摘      要：为了准确预测活塞疲劳寿命,提高活塞工作可靠性和使用耐久性,以某型号高强化柴油机为研究对象,结合活塞头部工作温度测试,建立了基于流固耦合传热的活塞疲劳寿命预测有限元仿真模型,计算分析了活塞的疲劳寿命;采用单因素扫值法研究了内冷油腔距活塞顶面距离、销座长度、燃烧室喉口圆角半径以及销孔直径4个主要结构参数对活塞疲劳强度的影响关系和变化规律.以内冷油腔距活塞顶面距离、销孔直径、燃烧室喉口圆角半径为优化变量,以活塞疲劳寿命为优化目标建立了响应面优化设计模型,优化了活塞主要结构参数.研究结果表明:减小内冷油腔距离活塞顶面距离,增加燃烧室喉口圆角半径和销孔直径,能有效改善活塞的热机负荷,提高疲劳寿命;通过优化响应面,在最优方案内冷油腔距活塞顶面距离35 mm、销孔直径54 mm、燃烧室喉口圆角半径2 mm下,活塞疲劳寿命提高18.9%.

主 题 词：柴油机 铝活塞 流固耦合 疲劳寿命 优化设计 

学科分类：080703[080703] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 

D　O　I：10.16112/j.cnki.53-1223/n.2022.02.482

馆 藏 号：203111583...