基于SolidWorks-ANSYS的喷油嘴毛刺仿真研究

摘要

在发动机零部件机械加工中,往往会产生毛刺,毛刺的存在会影响发动机关键零部件的精度及性能。喷油嘴是发动机的重要零件,其加工质量要求很高。喷油嘴毛刺存在时,喷孔不但流量减小,而且喷雾形状也不稳定,以致喷油不均匀,从而影响发动机工作的动力性、经济性以及排放性等性能。本文利用SolidWorks-ANSYS软件仿真研究了喷油嘴毛刺数量和分布对喷油嘴出口压力的影响。研究内容和主要结论如下:
　　1、喷油嘴建模
　　运用CAD软件及SolidWorks进行建模。根据喷油嘴实际尺寸,运用CAD进行喷油嘴二维模型建立;建立无毛刺理想化喷油嘴三维模型;建立带有六个毛刺的油嘴头部和根部模型;建立带有八个毛刺的油嘴头部和根部模型;建立带有十二个毛刺的油嘴头部和根部模型。
　　2、仿真计算
　　运用WorkBench平台下的Fluent模块,导入CAD软件建立的各种模型进行仿真计算。具体内容包括:
　　1)模型导入和网格划分。将模型直接导入 Fluent,对其进行最小单位确定,然后生成。网格划分有必要时将四面体网格转化为多面体,主要采用四面体划分。
　　2)设置操作环境和边界条件。在Fluent数据中找到模拟的流体为fuel-liquid,其特性、粘度等跟柴油相近。选择压力出入口条件,其余为wall,不进行设置。
　　3)设置求解方法和求解参数。本文选择流体力学中K-ξ模型进行计算。迭代次数都设置为500次。
　　4)将导入的各个模型分别进行仿真Solution处理。通过仿真得出相应的压力分布图跟流线分布图,从而计算得到压力最大值跟平均出口压力值。
　　依据仿真计算结果,随着喷嘴出口毛刺数量的增加,喷油压力是减小的,毛刺数量跟喷油减小量不成线性关系;喷油嘴根部毛刺比头部毛刺对喷油量的影响更大。

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第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外发展状况

1.3 本文研究主要内容

第二章 有限元及软件理论基础

2.1 有限元法

2.2 SolidWorks

2.3 ANSYS软件的总体介绍

2.4Fluent模块

2.5 本章小结

第三章 流动计算模型及流体理论

3.1流动的计算理论

3.2流体力学基础内容

3.3流体力学两种重要模型

3.4 本章小结

第四章 喷油嘴建模研究及Fluent导入应用

4.1 实体喷油嘴建立及导入

4.2 Work bench中Fluent模块的分析流程

4.3 本章小结

第五章 仿真研究结果分析

5.1 根部毛刺模型

5.2根部毛刺仿真结果分析

5.3预测分析

5.4 头部毛刺模型

5.5 结果分析

总结及展望

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢