S50柴油机缸套机械应力的有限元分析

论文摘要

柴油机现在已经成为最重要的动力装置,而气缸套作为柴油机的重要零部件之一,对柴油机的工作状态具有非常大的影响。裂纹是缸套的主要损伤形式之一。在柴油机检修过程中,如能准确的判断缸套裂纹损伤的情况,对保证柴油机的正常工作是非常有帮助的。了解柴油机工作中缸套结构的机械应力的分布情况,可以为查找缸套结构上的裂纹损伤提供理论指导。有限单元法是一种基于变分原理求解数学物理问题的非常有效的数值计算方法。现在,有限单元法已经广泛应用于各类工程分析。并且,现在已经有很多成熟的大型通用有限元软件,为各类工程问题的解决提供了方便。本文利用有限元的大型通用软件——ANSYS分析柴油机工作过程中气缸套的机械应力在缸套结构的分布情况,从而为管理人员在检修柴油机缸套时,正确判断缸套裂纹损伤提供理论指导。本文主要介绍了有限元法的基本原理,通用有限元程序的主要形式;大型通用软件ANSYS的功能和结构组成;S50柴油机气缸套工作过程中的产生机械应力的载荷条件;利用ANSYS软件对S50柴油机缸套的机械应力的分析过程及分析结果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 本研究的来源和意义
• 1.2 缸套有限元分析研究的发展现状
• 1.3 本文的主要研究内容
• 第2章 柴油机气缸套概述
• 2.1 气缸套的作用及工作条件
• 2.2 气缸套的主要结构形式
• 2.2.1 干式气缸套
• 2.2.2 湿式气缸套
• 2.3 气缸套裂纹损伤的主要形式
• 第3章 理论基础及ANSYS软件介绍
• 3.1 有限元的理论基础
• 3.2 有限元法分析过程概述
• 3.2.1 结构离散化
• 3.2.2 单元分析
• 3.2.3 整体分析
• 3.2.4 等参数单元
• 3.2.5 单元刚度矩阵
• 3.2.6 高斯数值积分法
• 3.3 ANSYS软件介绍
• 3.3.1 ANSYS分析过程
• 3.3.2 非线性分析
• 第4章 缸套应力有限元计算及结果分析
• 4.1 缸套预紧工况下的机械应力分析
• 4.1.1 缸套模型的建立
• 4.1.2 缸套的有限元模型网格的划分
• 4.1.3 缸套预紧力及边界约束的施加
• 4.1.4 计算结果分析
• 4.2 缸套在工作状态下的机械应力分析
• 4.2.1 模型的建立
• 4.2.2 缸套所受机械载荷的确定
• 4.2.3 缸套载荷边界条件的确定
• 4.2.4 缸套机械载荷及边界约束的施加
• 4.2.5 计算结果分析
• 第5章 结论
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 研究生履历