文档介绍：Z61 10型柴油机缸盖结构强度分析
摘 要
为改进柴油机缸盖疲劳断裂的问题,本文用Pro/Engineering对缸盖进行实体建模,用功能强大的商用有限元分析软件ANSYS对其进行三维有限元分析。对不同结构形式的柴油机缸盖进行了结构强度分析。分别计算了温度场、预应力场、热应力场、机械应力场、热一机械耦合应力场,通过比较分析得出最佳方案。为柴油机的生产及设计改进工作提供的参考依据。
同时,将缸盖的材料一低合金铜铝铸铁加工成试件,进行了高温低周疲劳
寿命试验t并应用当量理论对柴油机缸盖的寿命评价做了尝试性的工作。
关键词:气缸盖;三维有限元:结构强度;预应力;高温低周疲劳:当量理论
Z61 10型柴油机缸盖结构强度分析
Abst ract
To improve the fatigue rupture problem of cylinder FE—Analysis for the strength of cylinder head for Diesel EngiRe iS present in this paper The model is made by Pro/Engineering and the 3D is carried out bv strength analysis of different designs of cylinder head i s processed The temperature field,initial stress,thermal stress field,mechanical stress field and thermal&mechanical stress field are calculated predictions agree well with the experimental best design is drawn out by paring of the analysis results AIl data provide a referential basis for improving the structure of cylinder head.
Meanwhile,high temperature low cycle fatigue experiments of the cylinder head are specimens are made of the material of cylinder head. Equivalent strain theory is applied to evaluate the life of cylinder head.
Keywords:cylinder head;3D FEA;initial stress;high temperature low cycle fatigue;equivalent strain theory
绪 论
第一章 绪 论
结构的计算理论发展到现在,已经进入一个新的时期:既考虑到材料的力学指标(强度)的随机变异,又考虑到外界载荷的随机变异;既考虑到结构的内力(包括内力重分配),又考虑到截面的应力分布(包括弹塑性应力分布及蠕变影响);既考虑到动荷的疲劳载荷、冲击载荷;又考虑到结构的重要性、破坏状态(延性一塑性,脆性)、制造工艺、工作条件,同时还考虑到其他一些难于统计的,但也影响结构强度、稳定和刚度的因素。然后用统计数学工具, 分析结构的强度变异,从而确定出安全度和安全系数。由此可见,强度(或承载力)是结构设计计算的一个重要和主要方面。
强度这个概念,在应力概念确定之前,没有材料强度的概念,只有结构强度的提法,而结构强度是泛指结构的承载能力(破坏的危险状态),其中包括
失稳的临界载荷、极限载荷(屈服载荷或破坏载荷)。在应力概念确定之后,强度系对材料而言的。一种材料的强度就是它抵抗
由外力产生的某种应力(或应变)的能力,即材料的一种破坏或破裂的极限状
态。材料强度也可成为力学强度,因为它是一力学指标为根据的。从此,结构强度就指结构在外力作用下,结构物体内部所产生的某几种应力(或应变)与组成结构的材料所能抵抗几种应力(或应变)的能力之间的关系。
结构强度破坏,广义地讲包括结构不能继续工作而必须加以更换或加固处理的各种情况,这些都属于强度计算范畴。由于强度破坏的物理现象的复杂性, 各种破坏情况的计算方法便各有特点。因此,强度的概念在计算过程中被归结
为确定应力的计算本身,并不保证结构的稳定性和具