原文传递
发动机镁质气缸体的NVH及热负荷性能预测研究
| 论文题名： | 发动机镁质气缸体的NVH及热负荷性能预测研究 |
| 关键词： | 汽车发动机;镁合金缸体;热负荷性能;振动噪声;阻尼减振;流固耦合 |
| 摘要： | 汽车的轻量化对汽车的动力性、经济性以及环保性能都有着重要的影响，是当今汽车发展的主要方向之一。镁合金作为“21世纪的绿色工程材料”，具有密度小、比强度和比刚度高、阻尼减振等特点，在汽车上的应用逐渐增多，在汽车轻量化方面发挥了较大的作用。但镁合金在发动机等高温组件的应用较为少见。随着高温镁合金的发展，镁合金在发动机上的应用势必会越来越多。缸体作为发动机最大的零部件，镁合金的应用将会带来明显的轻量化效果。因此，针对镁合金缸体的NVH与热负荷性能开展预研有着重要的工程意义和学术价值。本文以有限元方法、边界元方法和流固耦合方法为基础，研究了镁合金缸体对发动机整机振动噪声性能的影响，分析了镁合金缸体的温度场和热应力场，并和传统的铸铁缸体发动进行对比分析。主要内容包含以下两个方面。 以某车用发动机为例，建立了整机的多体动力学模型和声学模型，通过多体动力学计算发动机动力学载荷，通过结构动力学计算缸体的振动响应，通过声学计算预测整机的表面辐射噪声，并且对照了铸铁缸体的实验和仿真结果。结果表明，同等条件下，镁合金缸体发动机的表面振动和整机辐射噪声会比铸铁缸体发动机的要大。镁合金缸体发动机整机辐射声功率级为108.1dB(A)，铸铁缸体发动机整机辐射声功率级为107.3dB(A)。虽然镁合金缸体NVH性能弱于铸铁缸体，但其重量减轻了75％。 基于流固耦合方法，对镁合金缸体进行了热负荷分析，其中包括温度场、热应力和热变形，并和铸铁缸体进行了对比。两者温度分布云图和热应力分布云图基本一致。镁合金缸体最高温度为519.03K，略微低于铸铁缸体的最高温度523.00K；镁合金缸体第一主应力的最大值为177.4MPa，铸铁缸体的最大值为202.2MPa，比镁合金缸体大24.8MPa；镁合金缸体的第三主应力最大值为150.5MPa，铸铁缸体的最大值为174.5MPa，比镁合金缸体的大了24.0MPa。在变形量分布云图上，两者有着较大差别，镁合金缸体较大变形量集中在缸体后端，最大变形量为0.54mm，铸铁缸体的主要分布在缸体上表面，最大变形量为3.27mm。从温度场和热应力和热变形量来说，镁合金缸体的机械性能更优。 |
| 作者： | 谈江林 |
| 专业： | 动力工程 |
| 导师： | 郝志勇;郑旭 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
