[發明專利]一種對低速柴油機氣缸套進行形狀優化的方法

有效

• 申請號: 200910200560.0
• 申請日: 2009-12-23
• 公開（公告）號: CN101710354A
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發明（設計）人: 劉利軍;宋雅麗;董晶瑾
• 申請（專利權）人: 滬東重機有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;F02F1/00
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 周濤

1.一種對低速柴油機氣缸套進行形狀優化的方法，其特征在于，該 方法包括如下詳細步驟：

①對現有的低速柴油機氣缸套的特征參數和特性抽取，將氣缸套的 關鍵尺寸參數化，建立氣缸套的三維原始模型；

②將步驟①所述的三維原始模型轉化為有限元分析模型，對缸套不 同部位的壁厚參數化；

③對缸套內的活塞組進行運動學分析，確定缸套受到的活塞沖擊 力；

④將步驟③中得到的活塞沖擊力施加于氣缸套，并對氣缸套進行以 氣缸套構成材料的許用應力為約束條件，缸套的厚度作為參數變量的有 限元分析；

⑤優化氣缸套的壁厚，并對優化壁厚后的氣缸套進行有限元分析， 檢查應力結果；

⑥保存氣缸套的優化結果，并將該結果反饋給原始模型。

2.根據權利要求1所述的一種對低速柴油機氣缸套進行形狀優化的 方法，其特征在于，所述步驟③中氣缸套所受到的沖擊力的計算過程是：

位移：x=R[(1-cosα)+λ4(1-cos2α)]]]>

速度：v=Rω(sinα+λ2sin2α)]]>

加速度：a＝Rω²(cosα+cos2α)

P_N＝Ptanβ

P＝P_g+P_j

P_j＝-m_ja????

β＝sin^-1(λsinα)

λ＝R/l

α＝ωt

式中，P_j-往復慣性力；P_g-氣體壓力；P-總作用力；P_N-活塞作用 于氣缸套的力；m_j-作往復運動的活塞組件的總質量；l-連桿長度；R- 曲柄半徑；α曲軸轉角；ω-曲軸旋轉角速度；β-連桿擺角；λ-曲柄半 徑與連桿長度之比；t-時間；求得氣缸套受到活塞的拍擊壓力。

3.根據權利要求1所述的一種對低速柴油機氣缸套進行形狀優化的 方法，其特征在于，所述步驟⑤中檢查應力結果是采用：以修正后的氣 缸套結構再次進行有限元分析，查看所得到的應力值是否在材料許用應 力值的90％±2％范圍內，若是則停止優化，否則繼續優化。

4.根據權利要求1所述的一種對低速柴油機氣缸套進行形狀優化的 方法，其特征在于，建立氣缸套的三維原始模型采用CAD軟件，建立限 元分析模型采用CAE軟件。