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铝硅合金气缸盖疲劳裂纹萌生与强度评估
1
作者 任培荣 左正兴 +3 位作者 黄渭清 赵承章 周海涛 冯慧华 《内燃机学报》 北大核心 2025年第5期469-479,共11页
针对铝硅合金气缸盖高周疲劳(HCF)裂纹萌生寿命预测难的问题,建立孔隙代表性体积模型,探究孔隙特征对合金力学响应影响规律,得到孔隙非局部最大塑性剪应变幅p*Δγmax与孔隙尺寸的关系,开展气缸盖高周疲劳强度评估研究.结果表明:大尺寸... 针对铝硅合金气缸盖高周疲劳(HCF)裂纹萌生寿命预测难的问题,建立孔隙代表性体积模型,探究孔隙特征对合金力学响应影响规律,得到孔隙非局部最大塑性剪应变幅p*Δγmax与孔隙尺寸的关系,开展气缸盖高周疲劳强度评估研究.结果表明:大尺寸缩孔局部几何不规则凹陷和凸起处应力集中程度较高,孔隙尺寸是影响孔隙危害性的主要参数,p*maxΔγ随孔隙尺寸增加而加速升高,以p*maxΔγ驱动的裂纹萌生模型可实现试样在±2.5倍分散带内疲劳寿命预测.气缸盖底板和进/排气门壁面两侧机械应力较高,同时壁面位置孔隙尺寸较大,二者导致进气道壁面高周疲劳寿命较低. 展开更多
关键词 气缸盖 铝硅合金 高周疲劳 裂纹萌生 强度评估
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基于疲劳强度分布的双过渡P-S-N曲线研究
2
作者 景国玺 苏越 +3 位作者 陶帅 宋雅丽 屠丹红 孙腾腾 《车用发动机》 北大核心 2025年第1期67-75,共9页
以往研究发现,不同金属材料的疲劳寿命分布随着载荷水平的变化往往有不同的分布类型,而不同寿命对应的疲劳强度一般近似服从同一分布。基于“等效疲劳强度”概念可以合并不同疲劳寿命下的数据,在假定总体样本的疲劳强度服从正态分布的... 以往研究发现,不同金属材料的疲劳寿命分布随着载荷水平的变化往往有不同的分布类型,而不同寿命对应的疲劳强度一般近似服从同一分布。基于“等效疲劳强度”概念可以合并不同疲劳寿命下的数据,在假定总体样本的疲劳强度服从正态分布的前提下,采用极大似然法进行参数估计。一些经典的模型如Strohmeyer模型,采用上述方法时往往在中周到高周或中周到低周的过渡段拟合效果不佳。对此,构建了一种含两个过渡段的中高周S-N曲线并给出了适用于工程设计的P-S-N曲线。对ZL101A铝合金和BSM590结构钢两种材料分别开展含两个过渡区的中高周疲劳试验,对比Strohmeyer等模型发现:新提出的“双过渡”S-N曲线在中小样本量下的拟合优度更好;相较采用升降法计算得到的疲劳极限,采用基于疲劳强度分布拟合得到的疲劳极限偏差均在3%以内,而采用新提出的S-N曲线的计算偏差均小于1%;在中周到高周区的过渡段对比Dixon-mood方法计算得到的结果,采用提出的S-N曲线在过渡段精度分别达到92.2%和99.9%。 展开更多
关键词 应力-寿命曲线 疲劳强度 极大似然法 疲劳极限
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基于缺口效应的机体疲劳寿命预测
3
作者 兰银在 张晓静 +2 位作者 周润天 王根全 文洋 《小型内燃机与车辆技术》 2025年第3期30-34,共5页
针对某V型8缸柴油机机体铸造产生的缺口缺陷,应用应力场强法和有限元方法,对机体横隔板进行了七种不同加载方式的分析,得到了机体横隔板在不同工况下的最大主应力和变形数值。结合动力学计算结果,对机体横隔板进行了疲劳寿命分析,在主... 针对某V型8缸柴油机机体铸造产生的缺口缺陷,应用应力场强法和有限元方法,对机体横隔板进行了七种不同加载方式的分析,得到了机体横隔板在不同工况下的最大主应力和变形数值。结合动力学计算结果,对机体横隔板进行了疲劳寿命分析,在主轴承螺栓预紧力和气缸燃烧压力的共同作用下,在2000 r/min、17.5 MPa载荷边界下缺口考察点位置疲劳寿命406500次工作循环,不满足设计要求,对后续柴油机机体设计和台架试验有一定的借鉴价值。 展开更多
关键词 缺口效应 疲劳寿命 机体 横隔板
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RFT内支撑三维结构有限元静力学分析与改进设计 被引量：10
4
作者 杨欣 佟金 +2 位作者 陈东辉 张书军 陈秉聪 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期10-13,共4页
利用AIP创建了基于标准轮辋和轮胎的零压续跑轮胎内支撑三维参数化模型和虚拟装配体,考虑车辆速度、内支撑材料、载荷和受力等因素,通过内嵌于AIP的ANSYS技术模块创建了内支撑三维有限元模型,获得了三维应力、变形和安全系数,并根据分... 利用AIP创建了基于标准轮辋和轮胎的零压续跑轮胎内支撑三维参数化模型和虚拟装配体,考虑车辆速度、内支撑材料、载荷和受力等因素,通过内嵌于AIP的ANSYS技术模块创建了内支撑三维有限元模型,获得了三维应力、变形和安全系数,并根据分析结果改进了内支撑结构。对比分析改进前后内支撑三维应力,结果表明改进后的内支撑等效应力和最大主应力都小于材料屈服极限,安全系数提高,达到了预期的内支撑安全性能。 展开更多
关键词 车辆 安全轮胎 内支撑 有限元分析
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基于有限元和FE-SAFE的柴油机排烟管振动下的疲劳寿命 被引量：12
5
作者 易太连 吴杰长 +1 位作者 刁爱民 欧阳光耀 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期76-80,共5页
运用有限元法和疲劳分析FE-SAFE软件对某型柴油机排烟管由于振动引起的疲劳断裂原因进行了研究。研究结果表明:随着柴油机强载度不断的提高,对柴油机部分零部件的疲劳设计略显不足;当出现较大的振动时,不能忽略非主要零部件的疲劳强度... 运用有限元法和疲劳分析FE-SAFE软件对某型柴油机排烟管由于振动引起的疲劳断裂原因进行了研究。研究结果表明:随着柴油机强载度不断的提高,对柴油机部分零部件的疲劳设计略显不足;当出现较大的振动时,不能忽略非主要零部件的疲劳强度设计问题。 展开更多
关键词 内燃机 排烟管 振动 有限元 疲劳
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发动机气缸体螺纹联接强度有限元分析 被引量：8
6
作者 高斌 宋小文 +3 位作者 卢斌 郝勇刚 胡树根 俞小莉 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2005年第4期227-231,共5页
针对发动机设计中螺纹联接强度计算的问题,采用有限元通用程序ABAQU S/STANDARD,研究气缸体螺纹区域强度准确计算的方案,即通过简化后的装配体模型计算螺栓在工作载荷下的受力,然后将获得的螺栓受力做为载荷边界条件施加在带螺纹的局部... 针对发动机设计中螺纹联接强度计算的问题,采用有限元通用程序ABAQU S/STANDARD,研究气缸体螺纹区域强度准确计算的方案,即通过简化后的装配体模型计算螺栓在工作载荷下的受力,然后将获得的螺栓受力做为载荷边界条件施加在带螺纹的局部模型中,计算螺栓和缸体螺纹区域的应力.网格划分时,在局部模型中将缸体简化,并将螺柱分为两部分,之后皆用六面体单元进行网格划分以减小计算量、提高准确性.最后通过实例对某气缸体螺纹区域在预紧状态、峰值燃烧压力作用下的应力进行计算与分析,验证该计算方案的可行性.该方案为今后发动机的螺纹联接设计和计算提供一条可行的路径,且对相关的工程实际应用具有很强的指导意义. 展开更多
关键词 气缸体螺纹 强度 非线性 有限元 ABAQUS
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运用小波函数对曲轴冲击响应中不同特征信号的提取 被引量：9
7
作者 易太连 欧阳光耀 +2 位作者 朱石坚 高洪滨 朱远龙 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期74-78,共5页
采用小波分解消噪重构的方法实质上是采用了一个具有多个通道的带通滤波器,每一层分解相当于改变其通频带,获得不同频率的信号输出。与采用有限时间低通数字滤波器相比,采用小波变换更为突出的是可以从小波分解过程看到信号不同频率分... 采用小波分解消噪重构的方法实质上是采用了一个具有多个通道的带通滤波器,每一层分解相当于改变其通频带,获得不同频率的信号输出。与采用有限时间低通数字滤波器相比,采用小波变换更为突出的是可以从小波分解过程看到信号不同频率分量的变化趋势与特征,即可以看到冲击响应信号的变化特征。针对设计的曲轴轴承冲击试验装置进行了冲击试验,采集得到的原始位移信号中包含曲轴转子的位移,以及各种干扰的噪声。为了有效区分信号中曲轴转子的位移信号、冲击位移信号和干扰的噪声,利用信息信号和噪声信号在小波变换下具有截然不同的奇异性,对测量得到的位移测量数据进行小波不同层次的分解并进行小波去噪和重构,得到了所需要的各种信号。 展开更多
关键词 内燃机 信息信号 噪声信号 小波变换 电涡流传感器 曲轴轴承
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曲轴强度计算新方法的研究 被引量：14
8
作者 徐卫国 黄荣华 +2 位作者 赵淼森 左朝凤 王兴光 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期51-55,共5页
本文通过计算某一柴油机曲轴的疲劳安全系数,比较了曲轴传统计算方法和MBS仿真与有限元耦合计算的方法,计算结果表明MBS仿真与有限元耦合计算方法的计算结果与实际情况更加吻合。随着计算机技术的发展,新的计算方法将取代传统的计算方... 本文通过计算某一柴油机曲轴的疲劳安全系数,比较了曲轴传统计算方法和MBS仿真与有限元耦合计算的方法,计算结果表明MBS仿真与有限元耦合计算方法的计算结果与实际情况更加吻合。随着计算机技术的发展,新的计算方法将取代传统的计算方法用于曲轴强度的精确计算。 展开更多
关键词 内燃机 曲轴强度 新计算方法
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基于有限元的柴油机机体疲劳寿命仿真 被引量：16
9
作者 孙耀国 杜海明 +1 位作者 周迅 俞小莉 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期48-51,共4页
基于有限元应力分析,应用S-N曲线法,对某4缸柴油机机体在标定工况载荷下的疲劳寿命进行了仿真分析。仿真结果表明,机体疲劳强度的薄弱区域位于机体横隔板及机体上半部分,比较了疲劳寿命分布与静态应力分布的异同。
关键词 内燃机 机体 疲劳寿命 仿真 S—N曲线 有限元分析
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气缸盖冷却水腔内两相流动沸腾传热仿真研究 被引量：12
10
作者 何联格 左正兴 向建华 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期21-26,共6页
采用计算流体动力学软件CFX,考虑气缸盖内冷却水的热力学相变特性,应用汽液两相流过冷沸腾换热计算模型,对不同影响因素下由柴油机气缸盖与冷却水腔组成的流固耦合传热系统进行了整场离散、整场求解,得到了不同影响因素下气缸盖火力面... 采用计算流体动力学软件CFX,考虑气缸盖内冷却水的热力学相变特性,应用汽液两相流过冷沸腾换热计算模型,对不同影响因素下由柴油机气缸盖与冷却水腔组成的流固耦合传热系统进行了整场离散、整场求解,得到了不同影响因素下气缸盖火力面温度场分布;通过与试验结果的对比分析,证明了仿真计算结果的有效性。研究结果表明:与单相流不考虑沸腾换热相比,考虑汽液两相流的过冷沸腾换热能够有效降低气缸盖火力面的最高温度,提高冷却水的进口速度,降低进口温度;适当减小冷却系统的压力,可以进一步有效降低气缸盖火力面温度,减小气缸盖火力面的热负荷。该结果可为进一步研究柴油机气缸盖的沸腾冷却及可控性提供参考。 展开更多
关键词 气缸盖 冷却水腔 汽液两相流 过冷沸腾换热 仿真研究
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振荡冷却油腔活塞热结构强度的有限元分析 被引量：12
11
作者 张勇 张力 +2 位作者 申正均 司庆九 徐宗俊 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期56-59,共4页
针对某增压柴油机振荡冷却油腔活塞的非对称结构,建立全活塞 活塞销 连杆小头的有限元模型;提出了振荡冷却油腔的第三类热边界条件的数学描述并进行了验证;通过建立活塞销和活塞销座孔的接触模型,研究了不同的卸载倾角对活塞结构强度的... 针对某增压柴油机振荡冷却油腔活塞的非对称结构,建立全活塞 活塞销 连杆小头的有限元模型;提出了振荡冷却油腔的第三类热边界条件的数学描述并进行了验证;通过建立活塞销和活塞销座孔的接触模型,研究了不同的卸载倾角对活塞结构强度的影响;采用阶谱单元(P单元)计算活塞回油槽等微细结构的力学效应;进行了在机械负荷和热负荷联合作用下的结构应力分析。 展开更多
关键词 内燃机 活塞 有限元法 结构分析 接触 阶谱单元
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气泡尺寸对气缸盖沸腾换热的影响 被引量：12
12
作者 何联格 左正兴 向建华 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期72-77,共6页
在应用欧拉多相流模型仿真计算气液两相流沸腾换热时,离散相的气泡尺寸常常被看作常数,而实际上往往气泡具有不同的形状和尺寸,因此研究气泡尺寸大小对仿真计算结果的影响显得至关重要.以ANSYS Workbench为仿真计算平台,在计算流体动力... 在应用欧拉多相流模型仿真计算气液两相流沸腾换热时,离散相的气泡尺寸常常被看作常数,而实际上往往气泡具有不同的形状和尺寸,因此研究气泡尺寸大小对仿真计算结果的影响显得至关重要.以ANSYS Workbench为仿真计算平台,在计算流体动力学模块CFX中,用气液两相流沸腾换热计算模型,对不同气泡尺寸下柴油机气缸盖与冷却水腔所组成的流固耦合传热系统进行了整场离散、整场求解,得到了冷却水腔中气液两相流流场分布特性和气缸盖温度场分布,通过与试验结果的对比分析证明了计算模型的有效性.结果表明,在气泡尺寸大小为1,mm的情况下,仿真结果更接近试验结果,并且考虑气液两相流沸腾换热能够有效地降低气缸盖火力面排气道鼻梁区的最高温度,以此降低此处的热负荷. 展开更多
关键词 气缸盖 冷却水腔 气液两相流 沸腾换热
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6200型柴油机气缸盖强度的有限元分析 被引量：11
13
作者 陶建忠 佟德辉 +1 位作者 李国祥 白书战 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期205-207,210,共4页
利用现代计算技术,建立了6200型柴油机缸盖的实体模型和有限元模型,利用发动机热力仿真软件、CFD软件与有限元软件的交叉计算为气缸盖的强度计算提供了温度场和传热系数分布等边界条件。在此基础上,对该柴油机功率提升前、后的气缸盖在... 利用现代计算技术,建立了6200型柴油机缸盖的实体模型和有限元模型,利用发动机热力仿真软件、CFD软件与有限元软件的交叉计算为气缸盖的强度计算提供了温度场和传热系数分布等边界条件。在此基础上,对该柴油机功率提升前、后的气缸盖在柴油机装配状态下和最大功率工况时拉应力情况进行了计算分析,确定了不同情况下的缸盖产生最大拉应力的位置。对气缸盖的疲劳强度安全系数进行了计算分析,为生产部门提供了参考。1000h的可靠性试验证明了计算结果的合理性。 展开更多
关键词 柴油机 气缸盖强度 有限元分析 安全系数
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柴油机气缸盖的三维有限元结构强度分析 被引量：8
14
作者 梁莎莉 代秀红 +1 位作者 姚海民 吕大蔚 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期45-48,共4页
针对部分柴油机气缸盖在服役初期出现了不同程度、不同位置的破坏现象 ,本文采用三维有限元建模对缸盖进行了结构强度分析 ,计算了气缸盖的温度场、综合应力场 ,其计算结果和试验结果基本吻合。为柴油机气缸盖改进结构设计提供了理论依据。
关键词 柴油机 气缸盖 三维有限元模型 结构强度分析 温度场 综合应力场
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基于V-W/Ti基催化剂的NH_3选择性催化还原NO_x的试验研究 被引量：6
15
作者 陶建忠 李国祥 佟德辉 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期22-25,共4页
针对一使用SCR技术满足欧-Ⅳ排放标准的柴油机排气特征,在连续流动固定床反应器上利用NH3作还原剂对一纳米级V-W/Ti基催化剂的选择性催化还原NO的反应进行了试验研究,分析了在不同温度、空速、NH3/NO摩尔比的情况下对DeNOx性能的影响。... 针对一使用SCR技术满足欧-Ⅳ排放标准的柴油机排气特征,在连续流动固定床反应器上利用NH3作还原剂对一纳米级V-W/Ti基催化剂的选择性催化还原NO的反应进行了试验研究,分析了在不同温度、空速、NH3/NO摩尔比的情况下对DeNOx性能的影响。试验结果表明,温度对催化还原性能的影响最大,在低温下,由于催化剂活性不高,NOx的脱除效率很低,随着反应温度的升高,催化剂活性升高,NOx脱除率随之急剧升高,在300℃～450℃范围内达到较高的NOx脱除效率;随着NH3/NO摩尔比的增加,还原效率并未明显增加,但NH3的氧化和泄漏越来越严重;另外,空速对低温下还原效率也存在一定的影响。 展开更多
关键词 内燃机 V2O5-WO3/TIO2催化剂 选择性催化还原反应 NH3 NOx
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大功率柴油机机体隔板三维有限元强度分析 被引量：8
16
作者 张红兵 杜建红 +5 位作者 杨世文 张翼 苏铁熊 张浅秋 陈泽忠 岳文忠 《华北工学院学报》 EI 1998年第3期193-196,共4页
横隔板是大功率Ｖ型柴油机机体的承力系统．本文运用有限元法对其强度进行了三维数值分析，模型中考虑了工作载荷和装配力的共同作用，以及结构的接触问题，得出了结构的应力和变形参数，为机体的设计提供了依据．
关键词 有限元法 机体 柴油机 横隔板 强度分析
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车用柴油机机体有限元分析与设计 被引量：4
17
作者 刘云 胡玉平 李国祥 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期36-39,17,共5页
对某车用柴油机机体进行了三维实体建模和网格划分，采用有限元整体分析与子模型分析相结合技术，以ABAQUS为平台进行机体强度有限元分析，确定了气缸体应力集中部位，提出机体结构改进方案。在此基础上，应用MSC．Fatigue软件对改进前... 对某车用柴油机机体进行了三维实体建模和网格划分，采用有限元整体分析与子模型分析相结合技术，以ABAQUS为平台进行机体强度有限元分析，确定了气缸体应力集中部位，提出机体结构改进方案。在此基础上，应用MSC．Fatigue软件对改进前后的水套根部子模型进行疲劳强度分析，结合应力测试实验验证改进效果。实验结果表明，气缸体加筋改进后，水套根部交接位置应力降低11％～46％。 展开更多
关键词 柴油机 机体 有限元分析 结构设计
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船舶柴油机活塞的热疲劳强度分析 被引量：12
18
作者 张文孝 郭成璧 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期258-262,共5页
运用 ADINAT/ ADINA有限元程序分析了船舶柴油机活塞的三维温度场和三维应力应变场 ,并采用带中央环状缺口的圆柱型试件在单轴疲劳试验机上进行了热疲劳寿命模拟试验 ,根据高温强度理论归纳了当量应变范围评价准则并将这一准则用于柴油... 运用 ADINAT/ ADINA有限元程序分析了船舶柴油机活塞的三维温度场和三维应力应变场 ,并采用带中央环状缺口的圆柱型试件在单轴疲劳试验机上进行了热疲劳寿命模拟试验 ,根据高温强度理论归纳了当量应变范围评价准则并将这一准则用于柴油机活塞的寿命预测 。 展开更多
关键词 船舶柴油机 活塞 热疲劳
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气缸盖中两相流沸腾换热热机耦合仿真分析 被引量：3
19
作者 何联格 左正兴 向建华 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期23-28,51,共7页
基于汽液两相流沸腾换热的基本理论和计算方法,对某柴油机气缸盖与冷却水腔组成的流固耦合传热系统进行了整场求解,得到了气缸盖的温度场分布,并通过与气缸盖温度场试验结果对比分析,证明了计算模型的有效性。将温度场结果施加于气缸盖... 基于汽液两相流沸腾换热的基本理论和计算方法,对某柴油机气缸盖与冷却水腔组成的流固耦合传热系统进行了整场求解,得到了气缸盖的温度场分布,并通过与气缸盖温度场试验结果对比分析,证明了计算模型的有效性。将温度场结果施加于气缸盖、螺栓、机体所组成的热机耦合系统中,对气缸盖进行了结构强度计算,得到了气缸盖火力面热机耦合应力分布。采用试验设计方法,将冷却水进口温度和速度作为输入参数,对火力面应力较大区域的最大等效应力进行了响应分析,结果表明:考虑汽液两相流的沸腾换热可以有效降低气缸盖火力面的最大热机耦合应力;火力面的最大应力出现在喷油器座孔周围;冷却水进口温度对火力面应力较大区域的最大等效应力的影响不可忽略。 展开更多
关键词 柴油机气缸盖 汽液两相流 流固耦合传热 沸腾换热 热机耦合
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柴油机气缸套动态变形位移的测试研究 被引量：3
20
作者 黄锦成 余克橡 唐治宏 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期63-65,共3页
通过安装在机体上的传感器,利用计算机动态数据采集系统测取了气缸套上下两个截面的动态变形位移,应用最小二乘圆法计算了缸套中心的位移,并对动态变形位移的数值、变化关系及其对气缸强度的影响进行了分析。结果表明气缸套的最大动态... 通过安装在机体上的传感器,利用计算机动态数据采集系统测取了气缸套上下两个截面的动态变形位移,应用最小二乘圆法计算了缸套中心的位移,并对动态变形位移的数值、变化关系及其对气缸强度的影响进行了分析。结果表明气缸套的最大动态变形位移值仅为13.4μm,未出现与机体下定位带刚性支承情况。缸套可简化成一个固定端支承的悬臂梁。 展开更多
关键词 内燃机 柴油机 气缸套 动态变形位移
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