柴油机活塞热机耦合数值模拟分析

摘要

本文利用三维CFD仿真获得的某柴油机活塞顶面边界条件,结合试验数据、经验设置以及其他仿真结果,对活塞温度场和应力场的计算进行相关设置,从而在Abaqus软件中获得活塞温度场,以及活塞在热负荷、机械负荷和热机耦合负荷影响下的应力与应变分布规律.仿真结果显示,由于缸内湍流和进气冷却等原因,排气侧温度普遍高于进气侧,从而热应力较大.机械应力则由于存在与活塞销的接触,从而在活塞销座内侧上部出现了最大值.对于热机耦合状态下,活塞最大应力值出现在第二环内缘面,这是两种负荷产生的应力叠加的结果.活塞销座处由于刚销柔座的材料设定,两种应力有所抵消,从而应力相对变小.