AVL-Fire下缸盖热机疲劳分析：热载荷主导设计验证

本文主要探讨了2012年某缸盖热机的疲劳分析，该研究采用了先进的计算机流体动力学(CFD)软件 AVL-Fire 对缸内工作过程和水套进行了深入的数值模拟。在CFD分析中，研究人员着重于获取缸内以及水套壁面的热边界条件，这是疲劳分析中的关键因素，因为热载荷对结构的性能有显著影响。通过将对流热边界条件与有限元技术相结合，实现了热-固耦合，从而精确模拟了热量传递过程，确保了疲劳分析的准确性。 研究者针对机械载荷和温度载荷分别进行了缸盖应力的计算，这涉及到力学和热力学的双重考虑。在计算过程中，他们对材料特性进行了温度修正，这是因为在高温环境下，材料的强度和韧性会随温度变化而改变。通过对这些修正后的材料参数进行疲劳分析，研究人员得到了缸盖各部位的疲劳安全因子分布，这对于评估缸盖的可靠性和耐久性至关重要。 研究结果显示，相比于机械载荷，热载荷对缸盖的疲劳损伤贡献更为显著。这强调了在设计和运行过程中，对热环境管理的重视程度，因为温度控制可以直接影响到零件的使用寿命。该研究证实了缸盖的设计满足了实际使用中的疲劳安全要求，这对于保证发动机的整体性能和可靠性具有重要意义。 本文的研究成果对于理解热机部件特别是缸盖的疲劳行为提供了有价值的见解，并为相关行业的工程设计提供了科学依据。关键词如“缸盖”、“热边界”、“流体-固耦合”和“热机疲劳”揭示了文章的核心研究内容，对于工程师、研究人员和制造者来说，这篇论文是一个宝贵的参考资源。