基于接触分析的气缸盖_气缸套密封性能研究(4)

兰和气缸垫之间的相对错动量很小,仅为0 005mm

。

爆发压力状态下,随着压力的增加,螺栓在密封面上的预紧力被逐步抵消,密封面上的压应力以及压缩变形不断减小,接触面上的最大轴向应力 zmax=-图9 气缸垫压缩曲线图

文所采取的摩擦接触边界条件,进行的塑性有限元分析,更能体现缸盖与气缸垫接触面的真实应力与变形状态,所研究的方法对于单体缸盖式柴油机密封结构的优化设计研究具有一定的参考价值。

参考文献

【1】邱国平.D系列柴油机气缸套变形和气缸垫密封可靠性的

有限元分析[J].柴油机设计与制造,1998(4):10-14.

QiuGuoping.FEAofcylinderlinerdeformationandcylindergasketleaktightnessofseriesDdieselengine[J].Design&ManufactureofDieselEngine,1998(4):10-14.

【2】廖日东,左正兴.柴油机气缸盖/气缸套之间的密封性能

研究[J].兵工学报,2000,21(1):5-9.

LiaoRidong,ZuoZhengxing.AStudyontheSealingPerform-ancebetweenCylinderHeadandCylinderSleeveinDieselEn-gines[J].ActaArmamentari,i2000,21(1),5-9.【3】左卫东,于溯源,刘俊杰,等.

2001,22(3):227-229.

ZuoWeidong,YuSuyuan,LiuJunjie,eta.lContactStressAnalysisfortheFlangesofHTR-10PressureVessel[J].NuclearPowerEngineering,2001,22(3):227-229.【4】ZuoZhengxing,LiaoRidong.Investigationofmechanicalstres-sesforcylinderheadofhighpowerdieselengine[J].BeijingInstituteofTechnology,1998(2):190-195.【5】陈新,孙庆鸿,毛海军,等.基于接触单元的磨床螺栓连

接面有限元建模与模型修正[J].中国机械工程,2001,12(5):524-525.ChenXin,

SunQinghong,MaoHaijun,eta.lModelingand

CorrectingFEMwithContactElementfortheCombinedSur-facesofGrinderBolts[J].ChinaMechenicalEngineering,2001,12(5):524-525.

【6】柴油机设计手册编委会.柴油机设计手册[M].北京:

中国农业机械出版社,1984.

Journal

10WM高温气冷堆压力容

器主法兰结构的有限元接触分析[J].核动力工程,

292 4MPa。其大小比预紧状态减小了40%。在爆发压力状态,密封接触面的压应力变小,在压力径向力的作用下缸盖法兰和气缸垫之间的错动量变大,达到0 1mm,为预紧状态时的20倍;但从表2中可以看出,气缸垫的轴向应力与变形量仍然都为负值(即受压),说明发动机提升功率后采用原螺栓联接的缸盖-缸垫-缸套-机体支承凸肩的密封结构仍然密封良好。5 结论

(1)通过建立弹塑性有限元模型,施加摩擦接触边界条件,对发动机功率提升前后的缸盖-气缸垫-缸套密封系统进行了三维有限元计算与对比。结果表明,气缸垫发生了塑性屈服,且塑性区域约占60%;但轴向应力仍均为负值(即压应力),轴向变形量亦均为负值(即压变形),说明提升功率后发动机工作过程中气缸垫仍然是一直受压紧而没有发生脱离,因此可以判断此时气缸垫片式结构密封良好。

(2)较以往将气缸密封垫假设为弹性体相比,本

(上接第110页)响因素,得出了粘性摩擦力和密封阻力对液压锤性能的影响情况,进一步调整这两方面的参数,可为设计或优化液压锤参数提供理论依据。

(2)仿真结果表明:粘性摩擦力降低了BH65液压锤的冲击能,增加了平均输入压力,降低了工作效率,但对冲击频率的影响不大;活塞速度引起的粘性摩擦力比压差引起的粘性摩擦力要大得多,在计算粘性摩擦力时可忽略压差的影响,从而使模型得到简化;密封阻力增加了BH65液压锤的平均输入压力,降低了其冲击能、冲击频率和工作效率。

参考文献

【1】段心龙.液压破碎锤[J].建筑机械化,2000(3):59-

61.

DuanXinlong.HydraulicHammer[J].ConstructionMecha-nisation,2000(3):59-61.

【2】丁问司.新型冲击式液压碎石器的研究[J].液压气动与

密封,1999(6):8-10.

DingWens.iStudyofNewStyleHydraulicRammer[J].Hy-draulicsPneumatics&Seals,1999(6):8-10.

【3】孙树礼.PCY180型液压破碎冲击器主要参数优化设计研

究[J].凿岩机械气动工具,1997(4).SunShul.i

Studyofmainparameteroptmiumdesignin

PCY180hydraulicrammer[J].ZAOYANJIXIEQIDONGGONGJU,1997(4).

【4】张新.机电一体化的新型压力反馈式液压冲击器系统研究

[D].长沙:中南工业大学学,1999.