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一种低速柴油机气缸盖温度场的模拟方法技术

技术编号:8563100 阅读:180 留言:0更新日期:2013-04-11 04:48
本发明专利技术涉及温度场的模拟方法技术领域,公开了一种低速柴油机气缸盖温度场的模拟方法,所述方法包括以下步骤:建立气缸盖的几何模型;根据气缸盖材料的物性参数,定义材料属性;根据定义的材料属性进行网格划分;边界条件的定义,包括位移边界条件的定义和热边界条件的定义;热源加载及用牛顿迭代法求解温度场;温度场结果分析与评价,本发明专利技术的优点是:通过计算机模拟的方法,具有成本低,周期短的优点,减少了试验气缸的制造量,从而可以有效的节约资源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种温度场的模拟方法,特别是关于一种低速柴油机气缸盖温度场的 模拟方法。
技术介绍
气缸盖用于密封气缸的顶部,与活塞顶及气缸内壁共同组成发动机的燃烧空间。 在发动机工作过程中,气缸盖在承受大的机械负荷(螺栓固紧力、燃气爆发压力等)的同 时,还存在高的热负荷,是发动机中工作条件最为恶劣的零部件之一。气缸盖的可靠性问题 一直是发动机设计中的关键课题,而温度又是影响气缸盖可靠性最重要的因素之一。一、目前,在对气缸盖的开发过程中,对其温度场的预测是很少的,一般都采用反 复试验的方法,成本高,周期长,造成一些没有必要的浪费。也有采用有限元法计算的,但是 这种用有限元计算的方法,对界面间的对流换热系数等因素考虑的不够系统,不够全面。
技术实现思路
为克服现有技术中的不足,本专利技术的目的在于提供一种低速柴油机气缸盖温度场 的模拟方法,该方法充分考虑了界面间的对流换热系数,并通过大量试验的验证,结果可信 度高,同时,减少了气缸盖的试制次数,缩短了产品开发周期,降低了开发成本。为了实现上述目的,本专利技术采用以下技术方案,其中所述方法包括以下步骤(I)建立气缸盖的几何模型SI ;(2)根据气缸盖材料的物性参数,定义材料属性S2 ;(3)根据定义的材料属性进行网格划分S2 ;(4)边界条件的定义,包括位移边界条件的定义S3和热边界条件的定义S4 ;(5)热源加载S5及用牛顿迭代法求解温度场S6 ;(6)温度场结果分析与评价S7。优选的,所述步骤(2)中,气缸盖材料性能参数至少包括弹性模量、泊松比、比热 容、线膨胀系数和热导率。优选的,所述步骤(3)中,气缸盖采用四面体传热单元。优选的,所述步骤(4)中,热边界条件定义过程中的对流换热系数的确定步骤为 首先设定各部分换热系数初值S8,然后建立气缸盖对流换热系数的回归模型S9,确定目标 函数、设计变量和约束,进而选取优化算法并进行迭代求解S10,最后根据迭代结果确定最 佳的对流换热系数SI I。本专利技术的优点是通过计算机模拟的方法,具有成本低,周期短的优点,减少了试 验气缸的制造量,从而可以有效的节约资源。附图说明图1为气缸盖温度场模拟方法流程图2为气缸盖三维几何模型图3为气缸盖划分网格后的模型图4为对流换热系数回归流程图5为气缸盖温度场结果云图。具体实施方式下面结合附图及具体实施例来对本专利技术作进更一步的详细描述和说明。如图1所示,本专利技术利用计算机技术对低速柴油机气缸盖进行温度场模拟,其具体步骤如下步骤一对需要模拟的气缸盖进行分析S0,建立气缸盖的三维几何模型S1、定义材料属性及对其进行网格划分S2。本实施例中,根据气缸盖图纸,建立气缸盖的三维几何模型,如图2所示。根据气缸盖所使用的材料,定义其材料属性,气缸盖材料为镍铬合金钢,其热物性参数如表I所示。在三维几何模型的基础上,利用有限元软件对气缸盖进行网格划分,使用四面体传热单元,如图3所示。在容易产生应力集中的部位,离散单元要更加细致,一定要保证关键部位有足够的网格精度,本实施例中网格总数大约在37. 4万,节点数在8.1万左右。表I气缸盖材料热物性参数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低速柴油机气缸盖温度场的模拟方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤:(1)建立气缸盖的几何模型(S1);(2)根据气缸盖材料的物性参数,定义材料属性(S2);(3)根据定义的材料属性进行网格划分(S2);(4)边界条件的定义,包括位移边界条件的定义(S3)和热边界条件的定义(S4);(5)热源加载(S5)及用牛顿迭代法求解温度场(S6);(6)温度场结果分析与评价(S7)。

【技术特征摘要】
1.一种低速柴油机气缸盖温度场的模拟方法,其特征在于所述方法包括以下步骤 (1)建立气缸盖的几何模型(Si); (2)根据气缸盖材料的物性参数,定义材料属性(S2); (3)根据定义的材料属性进行网格划分(S2); (4)边界条件的定义,包括位移边界条件的定义(S3)和热边界条件的定义(S4); (5)热源加载(S5)及用牛顿迭代法求解温度场(S6); (6)温度场结果分析与评价(S7)。2.根据权利要求1所述的一种低速柴油机气缸盖温度场的模拟方法,其特征在于,所述步骤(2)中,气缸盖材料性能参数...

【专利技术属性】
技术研发人员:唐文献李大保张建齐继阳蔡运迪李钦奉王筱蓉马宝
申请(专利权)人:唐文献
类型:发明
国别省市:

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