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發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的熱力學(xué)分析

一個(gè)大規(guī)模，準(zhǔn)確的有限元熱力學(xué)分析發(fā)動(dòng)機(jī)部件已經(jīng)研制成功。本文介紹過程并給出了一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋為例評(píng)價(jià)。由于其非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，應(yīng)建立整個(gè)氣缸蓋模型。氣缸蓋的幾何模型需要非常精確的三維分析技術(shù)。使用計(jì)算機(jī)輔助工具進(jìn)行幾何建模。在缸蓋中多維機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力的分析是通過使用有限元分析了商業(yè)代碼。通過模擬比較和實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果來仿真驗(yàn)證。這項(xiàng)分析結(jié)果表明應(yīng)力集中在鼻梁區(qū)。這些壓力來自受熱膨脹約束的氣缸蓋，一般是徑向的擠壓。有限元分析（FEA）和流體動(dòng)力學(xué)與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)合，去開發(fā)和設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)部件的分析工具。
關(guān)鍵詞：熱應(yīng)力，缸蓋，氣缸蓋底板，有限元分析
1背景
傳統(tǒng)上，發(fā)動(dòng)機(jī)零部件，如在氣缸蓋優(yōu)化的基礎(chǔ)上建立一個(gè)物理模型，運(yùn)行不同的實(shí)驗(yàn)和測(cè)試。不幸的是，傳統(tǒng)的方法既費(fèi)時(shí)，在早期設(shè)計(jì)階段難以建立物理原型，其他問題正在得到解決。結(jié)構(gòu)和許多原始類型測(cè)試通常需要滿足嚴(yán)格的設(shè)計(jì)要求。這變成一個(gè)有可能延誤整個(gè)設(shè)計(jì)和開發(fā)周期的昂貴過程。另一個(gè)問題是，雖然結(jié)構(gòu)和測(cè)試原型可以產(chǎn)生精確的設(shè)計(jì)，但沒有詳細(xì)的資料可供參考，為什么這樣設(shè)計(jì)，能否工作正常。因此工程師一般在每個(gè)測(cè)試的信息獲得很少。
利用有限元分析方法來以評(píng)估不同設(shè)計(jì)的有效性，這些障礙已被克服。利用模擬來預(yù)測(cè)每個(gè)組件內(nèi)的溫度分布和應(yīng)力，在第一個(gè)原型建立前工程師們可以決定最佳散熱的方法。