一种气缸盖可靠性寿命评价方法技术

本发明专利技术提供了一种气缸盖可靠性寿命评价方法，首先根据发动机的用途及使用情况选择发动机的任务剖面，定义发动机在不同工况下的运行时间和工作状态参数；在发动机及气缸盖的约定层次内，确定气缸盖主要的失效形式；对气缸盖进行确定性分析，确定气缸盖结构薄弱部位；对气缸盖材料性能进行分散性分析，确定气缸盖的极限强度分布；确定气缸盖在所选工况下的加载状况及分散性，分析气缸盖危险部位在相应工况下的应力分布；进行气缸盖的结构可靠性分析；确定出气缸盖疲劳寿命的概率分布特征和满足不同可靠度要求的可靠性寿命。能够在发动机研制阶段对气缸盖可靠性寿命做出评价，可以更好地指导气缸盖的结构设计与合理使用。

A method for evaluating the reliability life of cylinder head

The invention provides a method for evaluating the reliability life of cylinder head. Firstly, the task section of the engine is selected according to the use and use of the engine, the operating time and working state parameters of the engine are defined under different working conditions, and the main failure forms of the cylinder head are determined in the agreed level of the engine and cylinder head. A deterministic analysis of cylinder head is carried out to determine the weak parts of the cylinder head structure; the distribution of cylinder head material performance is analyzed, the limit strength distribution of cylinder head is determined, the loading condition and dispersion of cylinder head under the selected working conditions are determined, and the stress distribution of the dangerous parts of cylinder head under the condition of phase stress is analyzed. The structural reliability analysis of the cap is made, and the probability distribution characteristics of the fatigue life of the cylinder head and the reliability life satisfying different reliability requirements are determined. The reliability life of cylinder head can be evaluated at the stage of engine development, which can better guide the structural design and rational use of cylinder head.

【技术实现步骤摘要】
一种气缸盖可靠性寿命评价方法
本专利技术属于发动机性能评价
，尤其是涉及一种气缸盖可靠性寿命评价方法。
技术介绍
气缸盖是发动机的核心零部件之一，随着车用发动机功率密度提升，其可靠性直接影响着整个发动机的可靠性与使用寿命。现有的车用发动机气缸盖评价方法，主要是通过有限元分析及疲劳仿真分析，均为确定性分析。而实际上车用发动机的运行通常由多种工况组成，气缸盖的工作状态参数也在不断变化，气缸盖几何结构复杂，铸造性能分散性大等等导致气缸盖的失效形式存在分散性。因此，在车用发动机研制过程中，针对气缸盖可靠性与寿命进行科学评价，不仅能够及时发现气缸盖结构上存在的不足，科学地指导气缸盖的优化设计；而且能够体现气缸盖概率特性及其分散性对气缸盖寿命的影响，在发动机研制阶段根据发动机的运行工况与气缸盖的结构参数对气缸盖可靠性寿命做出定量分析。确定出满足不同存活率要求的气缸盖可靠性寿命，指导气缸盖的合理使用，有效地保证车用发动机气缸盖的使用可靠性。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术针对车用发动机气缸盖故障分散性的特点，提供一种车用发动机气缸盖可靠性寿命评价方法。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气缸盖可靠性寿命评价方法，其特征在于：包括以下步骤：a、确定发动机任务剖面；b、发动机气缸盖FMECA、FTA分析，确定主要的失效形式；c、对气缸盖进行确定性受力分析，确定气缸盖结构薄弱部位；d、对气缸盖材料性能进行分散性分析，确定气缸盖的极限强度分布；e、结合发动机任务剖面确定气缸盖的工作状态参数及输入载荷的分布；f、通过气缸盖概率有限元的应力响应分析，确定危险部位的应力分布；g、通过气缸盖危险部位的应力与强度干涉分析，确定可靠度；h、确定气缸盖可靠性寿命。

【技术特征摘要】
1.一种气缸盖可靠性寿命评价方法，其特征在于：包括以下步骤：a、确定发动机任务剖面；b、发动机气缸盖FMECA、FTA分析，确定主要的失效形式；c、对气缸盖进行确定性受力分析，确定气缸盖结构薄弱部位；d、对气缸盖材料性能进行分散性分析，确定气缸盖的极限强度分布；e、结合发动机任务剖面确定气缸盖的工作状态参数及输入载荷的分布；f、通过气缸盖概率有限元的应力响应分析，确定危险部位的应力分布；g、通过气缸盖危险部位的应力与强度干涉分析，确定可靠度；h、确定气缸盖可靠性寿命。2.根据权利要求1所述的气缸盖可靠性寿命评价方法，其特征在于：在步骤a中，根据发动机的用途及使用情况选择发动机的任务剖面，定义发动机在任务剖面内不同工况下的运行时间和工作状态；优选的，任务剖面包括生产任务剖面、试验任务剖面、运输任务剖面。3.根据权利要求1所述的气缸盖可靠性寿命评价方法，其特征在于：在步骤b中，在气缸盖的FMECA分析中首先确定发动机及气缸盖的约定层次，分析不同故障模式的失效概率及危害度，对气缸盖的主要失效模式进行FTA分析，确定气缸盖主要失效模式的失效原因；优选的，气缸盖FTA分析，采用故障树分析，包括设计、铸造、装配和使用维修。4.根据权利要求1所述的气缸盖可靠性寿命评价方法，其特征在于：在步骤c中，利用有限元法对气缸盖的受力状况进行确定性分析，确定气缸盖结构的危险薄弱部位。5.根据权利要求1所述的气缸盖可靠性寿命评价方法，其特征在于：在步骤d中，对所选气缸盖材料性能进行解剖力学性能测试，统计极限强度和屈服强度分散性数据，分析材料强度分布特征，并拟合气缸盖材料在不同温度下的抗拉强度S-N曲线。6.根据权利要求1所述的气缸盖...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛玉霞，王增全，吴波，杨聪天，许明胜，刘海瑞，邓雅冲，
申请(专利权)人：中国北方发动机研究所天津，
类型：发明
国别省市：天津,12