基于柴油机流固耦合计算的缸盖热-机械疲劳分析研究

摘要

伴随着柴油机新的控制方法和研究概念的产生,不断提升的燃烧温度和最高爆压也对柴油机的结构设计和分析提出了新的要求.通过对一台增压柴油机缸盖结构可靠性的研究,总结出了一套结合实验数据和经验方法的比较准确而其快速的柴油机缸盖结构CAE计算分析方法,主要工作是:缸内三维的燃烧传热分析、冷却水套的三维流动传热分析、缸体缸盖等部件的结构有限元网格划分和装配、通过流固耦合的方法结合CFD和FEA进行缸体缸盖热-机耦合(Thermo-Structural)分析、结合材料和载荷特性的缸体缸盖低周(LCF)和高周(HCF)疲劳分析.项目的研究目标是对一台4.8L的四缸增压缸柴油机在19MPa最高爆压下的结构可靠性进行分析并提出改进方案.本文主要介绍一套比较全面而且准确的柴油机缸盖缸体结构的分析研究方法.