活塞组机械疲劳试验的有限元仿真 被引量：2

1

作者 刘永启 王延遐 +2 位作者 门秀花 林风华 张运泰 《拖拉机与农用运输车》 北大核心 2006年第4期20-22,共3页

对某铝合金活塞在机械疲劳试验机上做的疲劳试验进行有限元分析,为活塞的改进设计提供依据。采用装有活塞销的三维整体活塞有限元模型,应用接触单元模拟实际情况,对活塞在交变机械载荷作用下的应力和应变进行了计算,找出了危险点部位,... 对某铝合金活塞在机械疲劳试验机上做的疲劳试验进行有限元分析,为活塞的改进设计提供依据。采用装有活塞销的三维整体活塞有限元模型,应用接触单元模拟实际情况,对活塞在交变机械载荷作用下的应力和应变进行了计算,找出了危险点部位,计算结果与试验吻合。 展开更多

关键词 活塞 机械负荷 接触 瞬态 有限元分析

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活塞加工残余应力的有限元计算及试验研究 被引量：1

2

作者 张青 张卫正 +2 位作者 张国华 王潇嵩 原彦鹏 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期100-106,共7页

通过钻孔法测量了铝合金活塞顶面残余应力随加工工序的变化规律,结果表明粗车工序的残余应力增至120MPa,是易产生加工缺陷的关键工序;基于ABAQUS有限元分析软件建立了热-弹塑性正交切削模型,考虑了加载、卸载和冷却,运用自适应网格重划... 通过钻孔法测量了铝合金活塞顶面残余应力随加工工序的变化规律,结果表明粗车工序的残余应力增至120MPa,是易产生加工缺陷的关键工序;基于ABAQUS有限元分析软件建立了热-弹塑性正交切削模型,考虑了加载、卸载和冷却,运用自适应网格重划分技术对粗车工序进行了有限元计算。得到残余应力沿切削方向呈现两头小中间大并沿深度方向呈现由残余拉应力向压应力转变的分布规律,且最大残余拉应力随切削速度增加而增大,但增大率减小;采用逐层钻孔法测量了深度方向残余应力的分布,对不同切削速度下已加工表面的残余应力进行了测量,验证了有限元仿真所得的残余应力变化规律的正确性。 展开更多

关键词 内燃机 残余应力 活塞 加工工序 有限元 切削速度

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活塞结构刚度对动力学性能影响的研究 被引量：9

3

作者 章健 刘世英 +2 位作者 李辉 熊培友 陈延鹏 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期84-90,共7页

用矩阵来描述活塞的径向刚度,并在试验台架上对不同位置加载,测得规定点处的变形量,从而确定活塞整体刚度的分布情况。利用建立的动力学模型分析活塞刚度变化对二阶运动、敲击动能及摩擦功损失等的影响,为确保活塞温度场、热变形及缸套... 用矩阵来描述活塞的径向刚度,并在试验台架上对不同位置加载,测得规定点处的变形量,从而确定活塞整体刚度的分布情况。利用建立的动力学模型分析活塞刚度变化对二阶运动、敲击动能及摩擦功损失等的影响,为确保活塞温度场、热变形及缸套安装变形等边界条件的准确性,使用硬度塞测温试验、缸孔轮廓仪等得到的实测数据对模拟过程进行标定和验证。计算结果表明:活塞动力学分析要同时考虑缸套和活塞刚度的影响,否则计算得到的活塞摆角偏小,摩擦损失偏大,而敲击动能则随着曲轴转角的不同而与实际情况产生周期性偏差,有些偏差值甚至会达到70%;改变活塞结构会改变活塞的刚度,通常当裙部刚度增大后,活塞在每个换向时刻的最大摆角会减小,同时在每个敲击时刻的敲击能量峰值也会减小。 展开更多

关键词 内燃机 刚度 动力学 二阶运动 敲击动能

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柴油机活塞异形销孔结构设计与疲劳试验的综合性研究 被引量：17

4

作者 田小青 刘世英 +1 位作者 张文利 郑永刚 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期52-55,共4页

针对某高负荷柴油发动机活塞在试验中出现销孔磨损及机油粘结的现象,基于对销孔表面承载和混合润滑模型的分析,提出了优化销孔表面应力分布的曲面设计方法。设计了6种不同幂指数函数销孔型面,利用数值模拟方法进行了活塞销孔的第三主应... 针对某高负荷柴油发动机活塞在试验中出现销孔磨损及机油粘结的现象,基于对销孔表面承载和混合润滑模型的分析,提出了优化销孔表面应力分布的曲面设计方法。设计了6种不同幂指数函数销孔型面,利用数值模拟方法进行了活塞销孔的第三主应力分布对比,用于确定销孔的优化设计方案,并利用发动机试验进行了对比考核。分析及试验结果表明,采用合适的幂函数形式的活塞销孔型面结构可有效的均衡应力分布,达到了实现销孔动力润滑的目的。 展开更多

关键词 内燃机 活塞 销孔 设计 疲劳试验 优化

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发动机活塞销孔偏心对摩擦磨损影响的研究 被引量：10

5

作者 熊培友 章健 +1 位作者 刘世英 林风华 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期117-122,共6页

对不同发动机运转工况及不同销孔偏心进行了发动机试验和活塞动力学模拟对比研究。研究结果表明:柴油机活塞接触压力对偏心量的敏感程度要高于汽油机活塞,小偏心量往往会产生较大的裙部接触压力,而随着偏心量增大,裙部最大接触压力会逐... 对不同发动机运转工况及不同销孔偏心进行了发动机试验和活塞动力学模拟对比研究。研究结果表明:柴油机活塞接触压力对偏心量的敏感程度要高于汽油机活塞,小偏心量往往会产生较大的裙部接触压力,而随着偏心量增大,裙部最大接触压力会逐渐减小,但当偏心量增大到一定程度后,裙部最大接触压力反而会有增大趋势;活塞主推力面累积磨损载荷增长主要发生在做功行程前半段,在排气和进气行程几乎没有增加,次推力面累积磨损载荷增长则主要发生在排气行程中间时刻,在进气行程几乎没有增加。销孔中心改变导致活塞质心位置发生了改变,引起了相关性能改变,通过对某汽油机活塞销孔偏心进行优化,活塞裙部主推力侧磨损载荷由27.46MW/m^2变为1.12MW/m^2,降低了近25倍,解决了活塞裙部磨损问题。模拟结果与试验结果十分吻合。 展开更多

关键词 内燃机 销孔偏心 动力学模拟 接触压力 磨损载荷 摩擦功损失

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销孔结构设计对活塞可靠性影响的研究 被引量：11

6

作者 刘世英 林风华 +1 位作者 秦有志 王志明 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期46-50,共5页

不同销孔结构参数对活塞可靠性的影响不同。对汽油机活塞,采用5种方案进行了机械负荷与热机械耦合负荷下的应力对比及液压疲劳试验下的循环寿命对比,其中相对于销孔中心设计的非对称减压弧结构更为明显地降低了应力集中现象;稳定的热负... 不同销孔结构参数对活塞可靠性的影响不同。对汽油机活塞,采用5种方案进行了机械负荷与热机械耦合负荷下的应力对比及液压疲劳试验下的循环寿命对比,其中相对于销孔中心设计的非对称减压弧结构更为明显地降低了应力集中现象;稳定的热负荷降低了机械负荷作用于销座部位的应力。柴油机活塞异形销孔降低销座部位应力的作用与汽油机活塞类似。分析与试验表明:柴油机活塞异形销孔与圆柱形销孔相比,提高了燃烧室喉口的拉伸应力幅值;销孔的优化设计可提高顶部的可靠性。 展开更多

关键词 内燃机 销孔 优化 活塞 燃烧室喉口 可靠性 应力

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发动机活塞机械强度试验影响因素的探讨 被引量：4

7

作者 刘世英 赵旭东 +1 位作者 田小青 孟建 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期89-92,共4页

为评定发动机活塞结构的可靠性进行了活塞液压机械强度疲劳试验。首先建立了试验结果与发动机活塞实际运转过程中失效的等效性。试验结果表明:在参数控制中,最高燃烧压力、压力标准偏差是影响试验结果的主要因素,同时要控制残余波形、... 为评定发动机活塞结构的可靠性进行了活塞液压机械强度疲劳试验。首先建立了试验结果与发动机活塞实际运转过程中失效的等效性。试验结果表明:在参数控制中,最高燃烧压力、压力标准偏差是影响试验结果的主要因素,同时要控制残余波形、试验温度、加载频率等参数,以提高试验的可比性和准确度;活塞热处理方式也是影响活塞销座机械强度疲劳可靠性的重要因素。 展开更多

关键词 内燃机 活塞 机械强度 液压试验

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内冷油腔对高强化内燃机活塞2阶运动的影响 被引量：5

8

作者 邓立君 刘永启 +1 位作者 熊培友 王志明 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期269-274,共6页

采用硬度塞测量活塞表面温度,借助有限元分析获得活塞的温度场和变形量,并进一步采用动力学软件研究内冷油腔冷却和内腔喷油冷却对活塞在缸内2阶运动和受力的影响。结果表明,与内腔喷油冷却相比,采用内冷油腔冷却时活塞的温度梯度和热... 采用硬度塞测量活塞表面温度,借助有限元分析获得活塞的温度场和变形量,并进一步采用动力学软件研究内冷油腔冷却和内腔喷油冷却对活塞在缸内2阶运动和受力的影响。结果表明,与内腔喷油冷却相比,采用内冷油腔冷却时活塞的温度梯度和热变形量减小,摆角和横向位移幅值增大,由此引起的活塞与缸套之间的峰值作用力减小,活塞的热负荷降低,预期的疲劳寿命延长;同时,摩擦、磨损、侧向力和裙部压力等也明显改善。 展开更多

关键词 内冷油腔 硬度塞 热变形 活塞2阶运动

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发动机活塞销孔座机械疲劳机理的研究 被引量：14

9

作者 刘世英 田小青 潘风敏 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期57-60,共4页

随着发动机爆发压力的不断提升,高功率发动机活塞销孔部位疲劳开裂失效事故频发。为此,本文中采用液压机械疲劳试验系统,对活塞销孔座分别进行"载荷"、"步进载荷"和"步进压力"3种方案的加速疲劳试验,为... 随着发动机爆发压力的不断提升,高功率发动机活塞销孔部位疲劳开裂失效事故频发。为此,本文中采用液压机械疲劳试验系统,对活塞销孔座分别进行"载荷"、"步进载荷"和"步进压力"3种方案的加速疲劳试验,为活塞机械疲劳机理研究提供依据。另外,通过建立活塞销孔寿命公式和评估铝硅合金的裂纹扩展速率,可有效预测活塞的使用寿命。 展开更多

关键词 活塞销孔座 机械疲劳试验 疲劳机理

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基于GMM的活塞异形销孔加工原理研究 被引量：7

10

作者 翟鹏 张承瑞 +2 位作者 王海涛 秦磊 王新亮 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2007年第1期125-128,共4页

针对现有加工方法难以实现非圆曲面形活塞异形销孔加工的现状,提出了一种基于超磁致伸缩材料的活塞异形销孔加工机构,通过理论分析建立了伺服刀杆机构进刀数学模型、超磁致伸缩材料控制模型及磁场控制数学模型,并在此基础上进行了部分试... 针对现有加工方法难以实现非圆曲面形活塞异形销孔加工的现状,提出了一种基于超磁致伸缩材料的活塞异形销孔加工机构,通过理论分析建立了伺服刀杆机构进刀数学模型、超磁致伸缩材料控制模型及磁场控制数学模型,并在此基础上进行了部分试验,取得了较好的效果,为非圆曲面形活塞异形销孔的高速精密加工,提供了一条新途径。 展开更多

关键词 超磁致伸缩材料 活塞 异形销孔 加工原理

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铝合金活塞销孔加工过程工艺优化 被引量：7

11

作者 李安海 卢永红 +1 位作者 刘涛 赵军 《制造技术与机床》 北大核心 2018年第2期33-36,共4页

针对铝合金活塞生产过程中镗孔粗加工时出现的销孔外口材料崩边的现象,采用理论分析及有限元仿真分析了原因,揭示了切出时负剪切效应及作用机理,并进行了刀具材料、加工工艺方式、刀具形状、刀具结构和润滑方式等的优化改进设计。刀具... 针对铝合金活塞生产过程中镗孔粗加工时出现的销孔外口材料崩边的现象,采用理论分析及有限元仿真分析了原因,揭示了切出时负剪切效应及作用机理,并进行了刀具材料、加工工艺方式、刀具形状、刀具结构和润滑方式等的优化改进设计。刀具材料由硬质合金改为金刚石(PCD)、加工工艺方式由"粗加工―半精加工―精加工"改进为"粗加工—精加工"、刀具形状由方形改为菱形、刀具结构由"对称型"改为"非对称型"、润滑方式由使用切削液改为高速干切削,优化改进后在铝合金活塞生产加工获得了良好的应用效果。 展开更多

关键词 铝合金活塞 活塞加工 负剪切 工艺优化

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柴油机钛合金活塞裙部失效分析研究 被引量：1

12

作者 张卫正 刘雯钦 +3 位作者 陈国争 丁博强 梅冰昂 高晓波 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期283-288,共6页

针对某适度隔热柴油机在标定工况下,TC4钛合金活塞裙部两侧发生磨损失效的问题,采用金相组织分析、电镜扫描等方法对活塞裙部磨损区域进行微观分析,再结合有限元分析软件ABAQUS对活塞裙部进行变形量的宏观分析,共同探究柴油机活塞裙部... 针对某适度隔热柴油机在标定工况下,TC4钛合金活塞裙部两侧发生磨损失效的问题,采用金相组织分析、电镜扫描等方法对活塞裙部磨损区域进行微观分析,再结合有限元分析软件ABAQUS对活塞裙部进行变形量的宏观分析,共同探究柴油机活塞裙部的磨损失效机理.分析结果表明,活塞裙部变形量最大区域与磨损区域相吻合,失效的主要原因是活塞裙部刚度不足,在高温高压作用下产生变形与缸套发生黏着磨损.通过改进活塞主要结构参数,使得裙部变形小于二次修正值,从而避免活塞裙部四点磨损失效问题. 展开更多

关键词 失效分析 钛合金 活塞裙部 有限元法

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内燃机活塞内冷油腔稳态综合传热预测模型 被引量：6

13

作者 章健 邓立君 +2 位作者 刘世英 李宏伟 王志明 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期258-266,共9页

利用量纲为1的基础关联式,考虑活塞内冷油腔结构、两相流的物理特性和局部流动特性对传热系数的影响,分析不同缸径活塞在不同发动机转速时内冷油腔内流体的流动特性,建立对流换热系数的预测模型.结果表明:雷诺数和普朗特数乘积的自然对... 利用量纲为1的基础关联式,考虑活塞内冷油腔结构、两相流的物理特性和局部流动特性对传热系数的影响,分析不同缸径活塞在不同发动机转速时内冷油腔内流体的流动特性,建立对流换热系数的预测模型.结果表明:雷诺数和普朗特数乘积的自然对数值随发动机转速的增加而增大;在发动机转速相同时,随着内燃机活塞缸径的增加,内冷油腔内流体的雷诺数和普朗特数乘积的自然对数值随之增大.通过对比数值模拟和硬度塞试验测试结果可知,对流换热系数预测模型可有效预测内冷油腔的传热系数,能为内冷油腔的设计提供一定的理论依据. 展开更多

关键词 内燃机 内冷油腔 两相流 对流换热系数 预测模型

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铝合金活塞铸造过程中模具易失效区域预测 被引量：4

14

作者 秦文真 赵军 李安海 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期60-64,共5页

采用ProCAST软件对铝合金活塞浇铸过程中模具的温度场、应力场进行了有限元仿真。根据热、应力场仿真结果,预测活塞模具的易失效区域,通过与实际失效结果对比,发现仿真结果中易失效区域位置与实际模具失效区域位置相吻合;并通过研究不... 采用ProCAST软件对铝合金活塞浇铸过程中模具的温度场、应力场进行了有限元仿真。根据热、应力场仿真结果,预测活塞模具的易失效区域,通过与实际失效结果对比,发现仿真结果中易失效区域位置与实际模具失效区域位置相吻合;并通过研究不同模具预热温度对浇铸过程中模具热应力场的影响,发现提高模具的初始预热温度,可以有效降低浇铸过程中模具型腔表面所受的热应力,从而有助于模具寿命的提高。 展开更多

关键词 铝合金活塞模具 温度场 应力场 易失效区域 模具预热温度

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活塞环槽加工硬质合金成型刀具的设计 被引量：2

15

作者 张宝国 刘战强 万熠 《工具技术》 北大核心 2007年第7期62-65,共4页

在分析铝硅合金活塞环槽功能、技术要求及其加工工艺的基础上,设计了活塞环槽精加工用硬质合金成型车刀。该刀具定位装夹方便、使用寿命长,加工的活塞环槽宽度尺寸稳定、槽侧面表面质量好。通过切削试验对刀具材料和刃带宽度进行了优选... 在分析铝硅合金活塞环槽功能、技术要求及其加工工艺的基础上,设计了活塞环槽精加工用硬质合金成型车刀。该刀具定位装夹方便、使用寿命长,加工的活塞环槽宽度尺寸稳定、槽侧面表面质量好。通过切削试验对刀具材料和刃带宽度进行了优选,确定刀具材料为YD15(相当于ISOK10、M10),刃带宽度为0.25mm。 展开更多

关键词 铝硅合金 活塞环槽 成型刀具

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活塞加工工艺分解与重组设计 被引量：1

16

作者 张庆远 周军 +1 位作者 刘战强 尚自河 《工具技术》 北大核心 2008年第12期33-35,共3页

通过分析活塞生产线产品族划分,针对活塞的各种加工特征、加工方法、加工要求、定位和夹紧方式进行了加工特征分解,分析了特征重组的层次,以加工设备最小和工艺平衡为目标,建立了活塞加工工艺重组模型。

关键词 活塞加工 分解 重组

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大型铝合金活塞倾转铸造机轻量化设计与研制 被引量：4

17

作者 王丽霞 宋文平 刘辉 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2011年第7期96-98,共3页

介绍了一种大型铝合金活塞倾转铸造机的设计,与传统设计方法相比,倾转工作台的尺寸可减小54%,重量可降低43%,实现了直径在200mm以上大型铝合金活塞铸造机的轻量化设计,达到节能降耗的目的。

关键词 铸造机 倾转工作台 轻量化

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聚晶金刚石(PCD)刀具在活塞加工中的应用 被引量：3

18

作者 张宝国 刘战强 +1 位作者 张丽 刘学强 《工具技术》 北大核心 2007年第9期75-77,共3页

PCD刀具广泛应用于加工铝合金,是加工铝合金特别是高硅铝合金最为有效的刀具材料,在分析PCD刀具材料性能特点的基础上,介绍了PCD刀具在活塞加工中的应用情况,重点介绍了几种常用PCD刀具的应用效果,并以精车环槽PCD刀具为例,详细介绍了PC... PCD刀具广泛应用于加工铝合金,是加工铝合金特别是高硅铝合金最为有效的刀具材料,在分析PCD刀具材料性能特点的基础上,介绍了PCD刀具在活塞加工中的应用情况,重点介绍了几种常用PCD刀具的应用效果,并以精车环槽PCD刀具为例,详细介绍了PCD成型刀具的开发与应用,最后对PCD刀具的正确使用提了几点建议。 展开更多

关键词 铝硅合金 活塞 PCD刀具

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铝活塞镶耐磨圈铸造缺陷分析 被引量：10

19

作者 张屹林 杨景飞 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2008年第13期113-115,117,共4页

总结分析了铝活塞镶耐磨圈常见的铸造缺陷,并针对不同的缺陷形式提出了相应的解决措施。渗铝粘结层是耐磨圈在高温铝液中通过原子的扩散反应形成的冶金结合,并且为通过铸造方法所获得,产生缺陷的几率较大。在铸造形成渗铝层过程中,主要... 总结分析了铝活塞镶耐磨圈常见的铸造缺陷,并针对不同的缺陷形式提出了相应的解决措施。渗铝粘结层是耐磨圈在高温铝液中通过原子的扩散反应形成的冶金结合,并且为通过铸造方法所获得,产生缺陷的几率较大。在铸造形成渗铝层过程中,主要会出现氧化物缺陷、渗铝不充分、粘结层开裂三种形式的铸造缺陷。采用将耐磨圈从活塞上破坏剥离后观察和取样进行金相微观分析的方法,对渗铝层上的缺陷形式及其形成原因进行了分析和研究,并从生产工艺角度出发,分别给出了不同的解决方法。 展开更多

关键词 铝活塞 耐磨圈 缺陷

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活塞铸铁环槽的车削加工 被引量：5

20

作者 翟可芬 赵庆阳 王沂蒙 《工具技术》 2010年第9期74-75,共2页

关键词 镍奥氏体铸铁 铝活塞 车削加工 环槽 车用发动机 机油消耗 折断现象 整机性能

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