恭喜江铃汽车股份有限公司魏涛获国家专利权
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龙图腾网恭喜江铃汽车股份有限公司申请的专利发动机缸盖模型低周疲劳寿命分析方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114065571B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-18发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202111236087.9,技术领域涉及:G06F30/23;该发明授权发动机缸盖模型低周疲劳寿命分析方法是由魏涛;曾小春;骆旭薇;袁晓军;邹萍萍;项盼盼;王功成;徐颖韬设计研发完成,并于2021-10-22向国家知识产权局提交的专利申请。
本发动机缸盖模型低周疲劳寿命分析方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种发动机缸盖模型低周疲劳寿命分析方法,包括建立有限元网格模型;加入装配关系后建立温度场分析模型,进行温度场分析;进行缸盖应力分析;获取最小疲劳安全系数;优化缸盖结构,全模型中提取缸盖模型位移及温度边界;参照低周疲劳试验循环工况对边界进行处理;子模型加载循环工况边界进行应力分析;缸盖低周疲劳寿命分析;获得较准确低周疲劳寿命结果。本发明发动机缸盖模型低周疲劳寿命分析方法,能准确分析缸盖低周疲劳寿命;使用子模型方法,减小低周疲劳循环工况应力分析模型,提高分析效率;低周疲劳寿命分析能够综合考虑机械、氧化及蠕变损伤,准确的分析缸盖低周疲劳寿命。
本发明授权发动机缸盖模型低周疲劳寿命分析方法在权利要求书中公布了:1.一种发动机缸盖模型低周疲劳寿命分析方法,其特征在于,步骤S100,开始;步骤S101,获取缸盖疲劳分析所需要的数模及相关装配参数,建立有限元网格模型;步骤S102,加入装配关系后建立温度场分析模型,映射缸内燃烧及水套换热边界进行温度场分析;获取缸盖疲劳分析所需要的数模及相关装配参数,在有限元前处理软件中将3D数模进行网格离散处理,建立有限元网格模型;建立网格模型后,在前处理软件中按实际装配边界建立各个零件之间的装配关系;设置温度场分析,建立缸体缸盖温度场分析模型,通过网格映射将缸内燃烧和冷却水套换热系数及温度边界映射到缸体缸盖结构网格上进行缸盖温度场分析;步骤S103,查看缸盖温度场分析结果并在相同工况下与缸盖温度场测试结果进行对标;缸盖温度场分析结果是指综合考虑冷热边界后,热传导分析稳定后结构实际的温度;步骤S104,判断是否满足温度场对标条件;满足温度场对标条件,跳转步骤S106;不满足对标条件跳转步骤S105;相同工况指:怠速和额定功率点工况;步骤S105,调整燃烧及水套换热边界,跳转步骤S102;重新计算温度场,直至满足温度场对标条件为止;步骤S106,进行缸盖应力分析;步骤S107,获取缸盖应力分析结果进行缸盖高周疲劳分析,获取最小疲劳安全系数;在FEMFAT疲劳分析软件中用四个缸爆发压力分析步计算的应力结果做为一个循环进行高周疲劳强度分析;步骤S108,判断是否满足高周疲劳设计要求,看高周疲劳分析安全系数是否大于1.1,大于1.1则满足疲劳设计要求,小于则不满足;若满足高周疲劳设计要求跳转步骤S110;不满足高周疲劳设计要求跳转步骤S109;则需要针对缸盖薄弱位置进行优化,直至满足高周疲劳设计要求;步骤S109,优化缸盖结构,针对安全系数较小的薄弱位置结构进行加厚加强处理,跳转步骤S101;步骤S110,全模型中提取缸盖模型位移及温度边界;步骤S111,参照低周疲劳试验循环工况对边界进行处理;对温度和位移信息进行处理,按低周试验循环工况将发动机怠速-额定点按时间分成若干段;分段的目的是为了与试验边界保持一致,因升温速度不一致,需要多增加几个时间段进行瞬态温度场分析;按照不同系数及上述得到怠速和额定点的温度和位移数据求得每个时间点的温度和位移边界;用于瞬态温度场分析不同时间点的位移及温度边界;每个时间点的温度不一致,需要用不同系数分别计算;每个时间点的系数通过以往的温度场测试数据及经验处理后得到,通过怠速工况温度,额定功率点温度及各不同时间点温度数值,分析不同温度数值间的关系,确定变量参数K;怠速到额定功率点工况代表低温到高温的升温过程,在升温的前段时间温度升高的快,后半段温度升高较缓,在瞬态温度场分析时增加几个中间时间点,将升温和降温过程分为若干个时间段,这样则需要获得若干时间点的温度及位移边界;编写MATLAB程序2,对四个边界文件按照低周疲劳循环工况进行处理,不同时间点的温度及位移边界可以通过程序自动获取,程序中位移和温度边界计算公式如下: ; ;其中Ti为时间节点的温度,TR为额定功率点温度,TI为怠速温度,Ui为时间节点的位移,UR为额定功率点位移,UI为怠速位移,Ki为变量参数,Ki通过试验测试及经验获得;程序为每个时间点形成并输出一个温度边界文件和一个位移边界文件,保存不同时间点的set1的温度及set2的位移信息,命名为TBCi和DBCi;步骤S112,子模型加载循环工况边界进行应力分析;步骤S113,缸盖低周疲劳寿命分析;使用试验测试得到准确的缸盖热机疲劳参数;综合考虑氧化、蠕变及机械载荷作用,能够获得较准确低周疲劳寿命结果;步骤S114,判断是否满足设计要求,看低周疲劳分析循环寿命是否大于试验规范的循环次数,大于试验规范的循环次数则满足低周疲劳设计要求,小于则不满足;不满足设计要求跳转步骤S109,满足设计要求跳转步骤S115;步骤S115,结束。
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