热-机耦合条件下低速柴油机活塞强度及疲劳寿命分析

摘要：

为分析船用低速柴油机活塞组部件装配时的螺栓预紧力和工作时最大爆发压力、温度条件对活塞强度和疲劳寿命的影响,对5S60低速柴油机的活塞进行了机械应力与热应力耦合分析,并计算交变载荷条件下的活塞疲劳寿命.首先利用Hypermesh软件,采用10节点四面体网格,建立了活塞受力与受热有限元模型.通过设置网格单元密度,控制网格质量,对关键受力与受热部位加密网格,根据柴油机性能试验数据设定计算边界条件,然后利用Abaqus软件分别计算了活塞的热应力、机械应力和耦合应力.最后采用疲劳分析软件nSoft计算得到活塞在交变载荷条件下的疲劳寿命.研究结果表明:受连接活塞杆的螺纹孔的影响,螺纹孔周边靠近震荡冷却腔一侧容易发生疲劳损坏,螺纹孔的深度和周边强度应作为设计的重点.

关键词： 船用低速柴油机 活塞强度 疲劳寿命 机械应力 热应力

作者: 刘忠民 黎聪

作者单位: 杭州电子科技大学机械工程学院,杭州 310017

会议类型: 国内会议

会议名称: 中国内燃机学会2012年学术年会暨测试技术分会、油品与清洁燃料分会和吉林省内燃机学会联合学术年会

会议地点: 长春

会议语种:中文

页码: 284-287

在线出版日期: 2012-10-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）