一、基于能量准则的铝质活塞柴油机寿命预测（论文文献综述）
李伟[1]（2021）在《考虑混合润滑的连杆小头衬套微动疲劳》文中指出连杆小头衬套是柴油机关键的零部件之一。随着柴油机强化指标不断提高,对其零部件的性能提出了更高的要求。在发动机工作过程中,活塞销在缸内爆发压力和往复惯性力的作用下产生弯曲变形,衬套底部棱缘与活塞销发生粗糙接触,导致连杆小头轴承润滑性能变差。同时衬套配合面受弯曲载荷较高的部位就会产生幅值极小的相对滑动,微动疲劳损伤累计到一定程度,接触表面就会萌生裂纹,使连杆小头过早失效。因此,考虑连杆小头轴承混合润滑特性开展衬套微动疲劳特性的研究,进而达到改善润滑减少衬套微动疲劳损伤的目的,是一种提高柴油机可靠性与耐久性的有效手段。以某卧式两缸柴油机连杆小头轴承为研究对象,对连杆小头轴承的运动特性和混合润滑性能进行分析,揭示衬套配合面微动疲劳产生机理;开展连杆小头衬套微动疲劳特性的研究,预测小头底孔和衬套配合面微动裂纹萌生位置,通过连杆疲劳试验裂纹萌生位置对其进行验证;结合连杆小头衬套微动疲劳成因,采用衬套表面型线设计,对连杆小头轴承润滑性能进行优化的同时减小衬套配合面的微动疲劳损伤。主要研究结果如下:（1）在发动机第二个循环周期中,连杆小头轴承仅在793°CA和1384°CA即排气冲程和吸气冲程连杆摆角最大的时刻附近处于流体润滑状态;1095°CA爆压时刻,总摩擦功耗和粗糙接触摩擦功耗达到最大值,轴承处于边界润滑,衬套两侧棱缘周向140°～210°附近位置和活塞销发生粗糙接触,导致轴承润滑恶劣,这也是连杆小头衬套产生微动的主要原因。（2）在发动机工作过程中,微动裂纹出现在连杆小头底孔和衬套配合面边缘,即轴向-14mm、周向140°～150°区域;满足过盈配合设计要求时,减小摩擦系数和过盈量,可降低衬套配合面接触边缘微动裂纹萌生概率;连杆疲劳试验的12只连杆,其中33%衬套配合面未出现裂纹,25%的裂纹位置出现在周向140°～150°,与理论分析裂纹萌生位置相吻合。（3）双曲线、抛物线、指数型线衬套使得活塞销的变形和衬套表面相匹配,有效的减小活塞销和衬套底部棱的粗糙接触,改善连杆小头轴承的润滑性能,同时降低小头底孔和衬套配合面边缘出现微动裂纹的概率。
何联格,周蓝,苏建强[2]（2020）在《内燃机活塞结构可靠性数值仿真计算研究现状与展望》文中进行了进一步梳理随着内燃机向高速和高功率密度发展,缸内燃气燃烧所产生的热载荷和机械载荷（简称热机载荷）成倍增加,活塞作为内燃机的关键结构件,其在热机载荷作用下的结构可靠性成为制约内燃机整机可靠性的关键。论述了国内外关于内燃机活塞结构可靠性数值仿真计算的研究进展,大体上可分为早期简单的活塞数值仿真计算、结合商用软件的活塞温度场及应力场数值仿真计算、热机载荷耦合作用下活塞结构可靠性数值仿真计算、活塞高周热机疲劳和低周热疲劳数值仿真计算以及考虑加工工艺条件下活塞的结构可靠性计算等5个阶段;详细评述了每个阶段数值仿真计算技术的方法、国内外相关研究及其对应的典型活塞结构可靠性仿真计算的发展现状;最后指出了总体上呈现边界条件精准化、计算方法多样化和学科知识交叉化的发展趋势,活塞数值仿真计算技术将随着多学科交叉的不断渗透而发展进步,同时须研发我国自主化活塞结构可靠性仿真计算标准,全面提升我国内燃机整机结构可靠性水平。
徐子静[3]（2020）在《柴油机连杆有限元分析》文中研究说明在柴油机的众多组成部分中,连杆是非常重要的一种零部件,它不仅能够传递来自活塞的力,而且能够改变传动过程中的运动形式,连杆工作状态的正常与否决定着柴油机的工作状态。因此,对于连杆进行刚度、强度、疲劳寿命的分析对于柴油机的安全运行是十分必要的。连杆的变形会影响曲轴连杆系统的正常工作,造成柴油机振动和噪声增加,严重的话柴油机会无法工作。本文以某型号的直列六缸柴油发动机的连杆作为研究目标,通过专业的商用建模软件建立机器传动系统的实体几何模型,在建模过程中简化了本次分析不关注的零件,譬如曲柄销和活塞销,以此来更加精确的模拟连杆的受力情况,并且利用各种接触关系的方法尽可能的模拟各零件的实际配合状况。利用有限元分析方法在最大拉伸及最大压缩两种工况下对连杆进行了静力学仿真分析,对连杆进行自由状态的模态分析以及连杆疲劳寿命分析。通过分析静力学仿真分析的计算结果后给出了连杆应力较大的危险部位和连杆小头孔的变形情况;通过分析模态分析的计算结果找出连杆的低阶模态的频率,排除了连杆共振的情况;通过分析疲劳寿命分析的计算结果计算出了连杆的疲劳寿命,符合柴油机的设计要求。由于在发动机连杆的有限元分析上,国内和国外的差距在于动力学分析方法的使用,国内普遍采用在极限工况下对连杆进行有限元分析,内燃机实际运行过程中存在一定的误差,国外在这方面的分析已经普遍开始使用基于多体动力学的刚柔耦合分析,更加实际情况下柴油机内部零件的运动情况。因此本文的研究目的是在传统静力学分析的基础上,再通过增加利用多体动力学进行刚柔耦合分析的方法计算出了连杆在柴油机完整四冲程循环的运行周期内的应力分布,对静力学分析和动力学分析的结果进行了对比和分析,给出静力学分析结果和动力学分析结果得差别,为相关方面的仿真工作提供经验。
李海桥[4]（2020）在《基于SPH方法的活塞组-缸套间润滑油输运问题研究》文中认为绿色交通系统受材料科学、生产工艺以及配套服务设施的限制,很难在短时间内实现真正的普及,使用液体燃料的内燃机在未来几十年在各行各业将继续发挥重要作用。减少内燃机内部摩擦造成的机械损失已成为当下和今后主要攻克的难题之一,给内燃机各组件提供良好的润滑条件是最行之有效的方式,因此研究内燃机内部润滑油膜的输运机理,指导润滑油的开发和内燃机各组件的结构设计在学术上和工程上均有重要意义。在内燃机内部,活塞组与缸套间的摩擦损失占比最高,但活塞组与缸套间润滑油传输过程是一个极其复杂的瞬态过程,给实验研究带来很多困难。数值模拟为活塞组-缸套间润滑油输运过程研究提供了有效手段。在活塞裙部与缸套,活塞环岸以及活塞环与缸套间润滑油的输运过程伴随复杂的多相间相互作用,自由液面演化和润滑油膜的大变形行为,基于雷诺方程的经典润滑理论在计算涉及自由液面演化、外部强制作用下的润滑油膜大变形问题时会遭遇多重解或数值震荡等困难。光滑粒子动力学（SPH）作为一种纯拉格朗日无网格方法,在处理多相间界面移动,自由表面演化以及流体结构大变形等复杂流体问题有独特优势。本文利用Navier-Stokes方程描述润滑油膜的输运过程,首次采用弱可压SPH离散格式对活塞组-缸套间不同部位的润滑油输运过程进行求解。对Couette流动进行计算,与解析解对比验证SPH方法的计算精度。在活塞裙部全油膜润滑能有效降低活塞二阶运动和摩擦损失前提下,将活塞的往复运动简化为正弦移动边界,利用改进后的耦合动力边界条件处理活塞裙部和缸套与润滑油膜的相互作用。系统研究润滑油黏度、发动机转速、活塞往复运动的速度幅值以及活塞与缸套间间隙大小对润滑油输运过程的影响。利用活塞往复运动对润滑油的拖拽效应系统分析了不同油膜厚度下惯性力与粘性力对润滑油输运过程稳定性的影响。为新型润滑油的开发提供了理论基础。构建了普适性更强,系数方程具有最大值与最小值绝对值相等特点的粒子间作用力表面张力模型,结合改进的耦合动力边界构造了粒子间作用力固体表面浸润模型。对控油环和刮环间的活塞环岸结构进行简化,对活塞环岸上润滑油输运过程进行数值计算,结合表面张力、固体表面浸润特性、活塞环岸预先有无润滑油等几个方面对惯性力作用下的润滑油输运过程进行了系统分析。从活塞环岸结构,不同区域润滑油的压力分布、粒子分布等方面详细讨论了表面张力、粘性力、固体表面浸润特性对润滑油流体动力学行为的影响。研究表明SPH方法能有效缓解或避免传统方法在计算该类问题时的数值震荡问题。利用改进的耦合动力边界处理方法构建活塞环与润滑油、缸套与润滑油间的流固耦合模型,在考虑活塞二阶运动的情况下,对活塞环运动引起的润滑油输运过程进行了研究。系统研究了惯性力和粘性力对润滑油分布、压力分布以及速度场分布的影响。详细讨论了润滑油输运过程中涡的移动,润滑油在活塞环周围的的分离、融合以及积聚等流体动力学行为。系统分析了活塞环周围的压力分布、活塞环指定监测点压力随时间的变化,缸套附近的压力变化及其与润滑油粒子分布,自由表面演化间的关系,并对润滑油自由表面演化过程进行了系统分析。研究表明表面张力和润滑油膜惯性力共同作用下的自由表面演化过程和活塞环的拓扑结构对润滑油膜的分布有重要影响,为新型活塞环的研发提供了理论基础。本文为活塞组-缸套间的润滑问题研究提供了一种有效的计算方法,该方法克服了传统计算方法数值震荡和界面追踪的困难。通过研究各部位润滑油的流体动力学行为,可以指导新型机油的研发,为内燃机各组件拓扑优化提供理论依据,为内燃机内部提供更好的润滑条件（更理想的润滑油分布）提供理论指导。
周毅[5]（2020）在《柴油机活塞热—机耦合疲劳寿命评估方法研究》文中研究指明活塞作为发动机核心零部件之一,随着发动机性能的不断强化,所承受的热负荷、机械负荷也越来越严重。由于活塞长时间在高热负荷与机械负荷的环境下工作,常常出现顶部烧蚀以及裂纹、环槽及环岸的磨损断裂、销孔开裂等问题,这些问题往往都具有较高的不可测性,一旦出现,将有可能对生产生活造成严重的影响。因此,如何正确的预测活塞的疲劳寿命,保证高强度下活塞的工作可靠性是当下活塞设计中非常重要的一个环节。为此,以一款重型柴油机活塞为研究对象,通过建立三维模型,计算分析了活塞温度场和热应力以及热机耦合应力、变形情况。基于活塞温度场、耦合应力结果,利用疲劳分析软件Fe safe对活塞疲劳寿命进行分析。同时,围绕内冷油腔位置、喉口倒角半径以及销座长度三个活塞结构参数,研究活塞结构参数对活塞温度、耦合应力以及疲劳寿命的影响。最后,通过开展热疲劳试验,对活塞的疲劳可靠性进行了检验,为活塞可靠性以及寿命预测提供试验基础。主要的研究结果如下:（1）活塞稳态下最高温度为359.18℃,位于排气侧的喉口位置,最低温度为131.75℃,位于活塞裙部。在活塞燃烧室内,温度的变化与燃烧室几何结构存在一定的相关性。在一定范围内,调整销座长度对活塞温度场的影响最小,其次是调整喉口倒角半径。调整内冷油腔位置会使得燃烧室中心和内腔顶部分别产生16.32℃、23.47℃的温度变化。（2）活塞整体的热应力分布不均匀,最大热应力出现在第一环槽下表面,为170.47MPa,最小热应力出现在活塞裙部喷油嘴缺口位置,为0.46MPa。活塞耦合应力与热应力的最大值出现在相同位置,对比可知,热应力是导致该位置较大耦合应力产生的主要原因。从活塞耦合变形结果来看,顶部外环区域的耦合变形较为严重,最大变形量为0.58mm。在一定范围内,结构参数的变化对活塞耦合应力的整体分布影响较小。相比改变内冷油腔位置和销座长度,改变活塞喉口倒角半径对活塞耦合应力的影响最小。通过改变内冷油腔的位置和销座长度,会导致活塞最大耦合应力分别产生36MPa、23.1MPa的变化,并且对活塞其他位置的应力也会带来不同程度的影响。（3）活塞疲劳寿命分布与耦合应力分布有高度的相关性,活塞销孔的内上侧区域疲劳寿命偏短。随着表面粗糙度数值的增大,活塞寿命会相应缩短。在一定范围内,结构参数的变化对活塞整体寿命的分布影响较小。相比改变内冷油腔位置和销座长度,改变活塞喉口倒角半径对活塞寿命的影响最小。通过调整内冷油腔位置结构,在内冷油腔底部与活塞顶面位置距离为34mm时,活塞的寿命最长。通过对销座长度进行调整,当长度为95mm时,活塞的寿命最短,当活塞销座长度为97mm时,活塞的寿命最长。（4）热疲劳试验表明,活塞打孔方式以及打孔位置会直接影响活塞热疲劳试验结果。在试验中,同一时刻内活塞顶面不同位置的温度上升情况不同,喉口位置温度上升最快,其次是活塞中心位置,活塞底圈温度上升相对较慢。在接近400℃时,活塞底圈相比喉口位置温差约为20～22℃,活塞中心位置相比喉口位置温差约为17℃。改进打孔方式和位置后,有效避免了钻孔对试验结果的影响,经过5000次试验循环后,活塞顶面未出现裂纹,表明该活塞的材料及结构设计能够满足热疲劳试验考核要求。
李云鹏[6]（2020）在《发动机连杆螺纹联接结构疲劳可靠性分析》文中提出螺纹联接作为一种在机械结构中的重要破坏源,设计不当会造成机械的联接失效,连杆大头螺纹联接是曲柄连杆机构设计中的一项关键技术,其结构和受力形式复杂,失效形式多样,联接结构的失效将导致连杆相关部件的功能受到影响甚至完全丧失。针对连杆大头螺纹联接结构的疲劳失效,通过理论分析与数值模拟相结合的方法,研究其疲劳可靠性及结构优化设计,对提升连杆大头螺栓的可靠性、保障曲柄连杆结构的稳定运作是具有重要的工程应用和理论研究价值。以H16钢锻连杆大头螺纹联接结构为研究对象,提出了兼顾收敛性与准确性的网格尺寸,建立了合理的有限元模型,对连杆大头常规螺纹联接结构应力分布规律以及不同影响因素对其影响进行研究;通过疲劳安全系数法对连杆大头螺纹联接结构强度进行评估;基于Miner损伤准则的多轴疲劳预测方法对连杆大头螺纹联接结构疲劳寿命进行预测;结合疲劳寿命设计方法,在优选结构参数基础上提出了非常规螺纹优化联接结构,从疲劳可靠性角度与常规螺纹联接结构进行了对比。研究结果表明:（1）连杆大头螺栓轴向载荷从螺帽头部到底部,呈现出逐渐降低的趋势,啮合的第一螺纹处应力集中情况较为严重,就单个螺纹而言,螺纹根部应力集中较为严重,第一螺纹处应力失效点主要集中螺纹旋转角在45°～90°与270°～315°区域内。（2）当连杆大头螺纹联接长度不变时,螺距越小,各旋合螺纹承载比例差别越小,螺纹段距离螺母顶面大于6mm后,各旋合螺纹承载比例有趋于差异性减小的趋势,且随着加载比例的升高,趋势更加显着;当螺距不变时,第一螺纹处受预紧力影响最大,在螺栓预紧力作用下,第一螺纹承载比例将下降10%左右;螺纹联接长度过大或过小都会导致啮合效果下降,随着工作载荷的增加,各螺纹承载比例趋于差异性减小,第一螺纹处呈现递减趋势,螺纹联接长度越短,递减效应越明显。（3）不同结构参数连杆螺栓,其第一螺纹啮合处安全系数最小,其次为连杆体与大头盖连接分界面处,螺栓头部与螺杆接合处安全系数最大,疲劳安全系数最小出现在第一螺纹牙啮合处,三个区域都为易失效区域。（4）公称直径相同的螺栓,随着螺距增大,平均疲劳寿命呈现下降趋势,对于公称直径为8mm的螺栓,当螺距为1时,疲劳寿命最长,大小为3.35×108个循环;随着螺纹长度的增加,平均疲劳寿命呈现处先增大后减小的趋势,其最长疲劳寿命出现在螺纹长度系数为0.76时,大小为3.30×108个循环。非常规螺纹优化结构相比常规螺纹联接副能产生更大法向接触力,摩擦力也大大增加,防松性能提升,可靠性也大幅提高。
王猛[7]（2020）在《铸造活塞Al-Si共晶合金力学性能与损伤机制研究》文中研究说明由于铸造Al-Si合金具有比强度高、密度小、热膨胀系数低、成型流动性好等优点,过去几十年在发动机活塞领域得到了广泛应用。活塞在不同工作阶段会面临不同的机械载荷和热载荷,包括高频低应力载荷,低频高应力载荷以及热机械载荷。在发动机启动-停机阶段,活塞顶部所面临的最高温度和应力可超过400℃和20 MPa,在活塞顶和群部之间就会产生很大的温度梯度。本文以活塞服役环境和共晶Al-Si活塞合金为切入点,分析了该合金在不同载荷形式下（高温拉伸、等温疲劳和热机械疲劳）裂纹萌生与扩展行为,以及微观组织对力学性能的影响。1)拉伸损伤和抗拉强度随温度的转变机制。合金中的初生相和纳米沉淀相对Al-Si合金强度变化具有重要影响。基于不同温度下拉伸性能和原位拉伸损伤观察,当温度为25℃-280℃阶段,此时合金强度主要受脆性初生Si相影响;根据原位实验结果和弹性场模型,当合金中局部应力达到约430MPa时,就会引起该内部初生Si相开裂并导快速脆性断裂。在该温度范围内未满足Considere准则h=K也表明局部强度不足（如初生Si）。当温度为280℃-425℃阶段时,基体强度不足成为该合金强度变化的主要因素。由于高温下热激活过程的加剧,此时变形以基体塑性流动和动态回复过程为主,其中θ相的粗化是基体强度降低的重要原因,初生相损伤则呈现为界面脱粘。2)高温下低周疲劳开裂机制和寿命演化关系。对于低周疲劳微观损伤行为,随着温度的升高,位错滑移模式由平面滑移转变为交滑移;在280℃下疲劳裂纹主要由位错塞积引起的初生相开裂产生,在425℃下则由空位积累引起相/基体界面脱粘产生疲劳裂纹。引入一种滞回能的疲劳寿命预测模型（Nf=（Wa/W0）β）来评价不同温度低周循环损伤和寿命。疲劳模型参数变化（W0和β）的根源是由于微观损伤机制的转变。随着温度的升高（425℃）,塑性变形的均匀性和晶粒细化都提高了裂纹扩展的阻力,同时对微裂纹缺陷的承受能力也增加（W0增加）。另一方面,随着温度的升高,由于析出相不稳定性和材料损伤敏感性增加,对应疲劳损伤和裂纹萌生的也会相应增加（β降低）。在疲劳寿命演化方面,随着温度的增加,疲劳寿命先增加后降低;另外应变速率对寿命的影响,在低温下（280℃）,降低应变速率会因热回复过程而降低初生相开裂,提高疲劳寿命;但高温下（425℃）,降低应变速率会加剧空位累积引起的相脱粘,而降低疲劳寿命。3)循环温度范围和约束系数对热机械疲劳的影响。因强度和模量随温度升高而显着降低,热机械疲劳循环滞回环呈现非对称特征,考虑到约束系数和相位角的影响,同相位（IP-TMF,η>0）平均应力为压应力,而反相位（OP-TMF,η<0）则为拉应力。对于120～350℃循环,疲劳裂纹主要起源于断裂的初生Si;而120～425℃循环,疲劳裂纹从初生Si与基体的边界处形核。不同相位对120～425℃热机械疲劳损伤行为的影响:同相IP-TMF（η>0）,损伤以初生相与基体的蠕变损伤相开裂为主,呈现高温损伤特征;而对于反相OP-TMF的循环行为（η<0）,在低温循环拉应力作用下,容易引起初生相断裂并促进疲劳裂纹萌生和扩展,呈现低温损伤特征。由于热机械疲劳过程中显着的初生相损伤,氧化对该合金的开裂行为和疲劳寿命影响不大。综合考虑疲劳和蠕变耦合作用,提出了一种应变速率修正的热机械疲劳寿命预测模型,建立了等温低周疲劳和热机械疲劳寿命之间的关联。并结合服役工况,在传统的能量模型基础上,建立了约束条件下的热机械疲劳寿命预测模型,实现了从材料到构件的服役疲劳寿命预测。4)不同载荷条件下损伤机制分析并通过超声处理实现合金优化。基于原位拉伸观察,当拉伸应力接近抗拉强度时,位于表面处的初生Si会优先开裂并沿着金属间化合物和共晶Si迅速扩展。当处于疲劳载荷下,疲劳裂纹会优先从疏松空洞处产生,这些疏松空洞通常伴随着脆性金属间化合物（Al3Cu4Ni）,后续疲劳裂纹会沿着该相扩展。对于高温应变疲劳损伤而言,不均匀组织成为损伤的主要来源,在较低温度下（280℃）疲劳裂纹是由初生Si断裂而产生,而在较高温度（425℃）则是由空位积累引起的相界面剥离引起的。对于低应力循环载荷（如高周疲劳）,铸造缺陷开裂在疲劳开裂和失效中起决定性作用。室温时,疲劳源全部位于表面;高温时,除了表面疲劳源,内部的氧化膜在低应力时也能引起疲劳裂纹萌生。通过超声铸造处理,超声处理合金（UT合金）的初生相尺寸和空间结构明显优化。相对于重力铸造合金（AC合金）而言,不同温度下的抗拉强度和延伸率,以及等温低周疲劳寿命和热机械疲劳寿命均有明显的提高。
李姚旺[8]（2020）在《先进绝热压缩空气储能系统动态建模、经济性评估及协同调度方法研究》文中进行了进一步梳理储能技术被认为是解决可再生能源大规模消纳、提高电网运行经济性与安全性的最有效手段之一,被称为能源革命的支撑技术。在诸多储能技术中,先进绝热压缩空气储能（Advanced Adiabatic Compressed Air Energy Storage,AA-CAES）因具有容量大、寿命长、成本低、清洁环保、可多能联储/联供等优点而备受瞩目,被认为是极具发展潜力的大规模储能技术之一。近年来,世界上诸多国家已相继开展了AA-CAES技术的研发工作,并已建成了多座AA-CAES示范电站,这些示范电站的成功运行极大地推动了AACAES技术在电力系统和综合能源系统中的应用。但是,AA-CAES技术目前尚处于工程示范阶段,AA-CAES系统建模与运行理论尚不成熟,亟待进一步研究与完善。鉴于此,本文从AA-CAES系统动态建模技术、经济性评估方法和协同调度策略三个重要方面开展研究,为AA-CAES技术在电力系统和综合能源系统中的应用与推广奠定理论基础。本文的主要工作包括:（1）针对AA-CAES系统动态建模问题,提出了AA-CAES全系统动态仿真建模方法,该方法为研究AA-CAES系统的动态运行特性奠定了基础。首先,基于我国兆瓦级AA-CAES示范系统的实际机型配置情况,构建了AA-CAES系统各关键部件的动态数学模型,进而搭建了各关键部件的动态仿真模型,形成AA-CAES全系统动态仿真元件库。之后,基于实验数据验证了各关键部件仿真模型的准确性和有效性。最后,基于所构建的动态仿真元件库,搭建了兆瓦级AA-CAES全系统仿真模型,并开展了系统全过程动态仿真分析;此外,面向微电网应用场景,详细分析了兆瓦级AA-CAES系统发电过程的动态特性,并基于动态特性分析结果,进一步分析了AA-CAES系统在微电网中用作事故备用电源的技术可行性。（2）针对AA-CAES系统经济效益评估问题,提出了同时考虑AA-CAES系统能量管理功能和事故备用功能的AA-CAES系统经济效益评估方法,并将其应用于面向海岛微电网的兆瓦级AA-CAES系统经济性评估中,该方法对进一步拓展兆瓦级AA-CAES技术的应用场景具有指导意义。首先,构建了面向典型日优化运行的AA-CAES电站运行约束集合。之后,以系统年化全寿命周期成本为评估指标,提出了AA-CAES电站的经济效益评估方法,基于某海岛微电网中的调度资源配置情况和负荷情况,开展了详细的经济性分析。仿真分析结果表明:风光资源丰富、燃料价格高、供电可靠性低、故障恢复时间长的海岛微电网系统能够成为AA-CAES技术的优势应用场景。（3）针对含AA-CAES电站的电力系统日前调度的问题,提出考虑AA-CAES电站备用特性的电力系统日前优化调度策略,该策略充分考虑了AA-CAES电站的备用性能,能够同时优化系统各调度资源的出力计划和备用计划。首先,综合考虑AA-CAES电站运行工况、动态特性、运行状态、气压约束和储热量约束对其备用容量调节范围的影响,建立了AA-CAES电站的备用约束模型。在此基础上,考虑AA-CAES电站、常规机组和风电的协调互动,构建了含AA-CAES电站的电力系统电能与备用日前联合调度模型,模型中针对AA-CAES电站备用容量调节范围不连续的特点,引入了常规机组备用容量购买下限约束,以实现系统备用容量连续可调。仿真结果表明:提供备用能够成为AACAES电站的重要收益来源,且AA-CAES电站的宽工况运行性能对其备用能力影响较大。（4）针对含AA-CAES电站的电力系统实时调度问题,提出了考虑AA-CAES电站变工况特性的电力系统实时调度策略,该策略能够准确反映AA-CAES电站的运行状态,并能够同时优化系统各调度资源在实时调度阶段的出力计划和自动发电控制（Automation Generation Control,AGC）阶段的参与因子。首先,详细分析了AA-CAES电站关键部件在变工况条件下的运行特性,建立了能够反映AA-CAES电站变工况特性的储能电站运行约束模型。然后,考虑AA-CAES电站在AGC阶段的功率调节行为对实时调度的影响,建立了AA-CAES电站AGC容量约束模型。在此基础上,提出了含AACAES电站的电力系统实时调度模型,该模型中考虑了系统AGC容量需求约束、AGC调节速率需求约束和AGC调节任务量需求约束。最后,通过仿真结果验证了调度模型的有效性;同时,仿真结果也表明了在实时调度阶段考虑AA-CAES电站变工况特性的必要性。（5）针对含AA-CAES电站的综合能源系统优化调度问题,提出了考虑AA-CAES电站冷热电联供特性的综合能源系统优化调度策略,该策略能够准确量化AA-CAES电站在各时段的储热状态、供热能力和供冷能力,实现冷、热、电协同优化。首先,详细分析了冷热电联供场景下AA-CAES系统中储热装置的运行特性。然后,计及载热介质的温度动态变化过程,建立了AA-CAES电站的冷热电联合调度约束集合。之后,通过分段线性近似法和二进制离散法,将储热器中载热介质温度和质量的求解过程解耦,从而将调度约束集合中的复杂非线性约束转为其近似线性表达形式。在此基础上,构建了含AA-CAES电站的微型综合能源系统优化调度模型。最后,通过仿真结果验证了调度模型的有效性和准确性。
柴德敏[9]（2020）在《往复活塞式空压机的噪声与疲劳寿命问题研究》文中研究表明往复活塞式空压机是一种利用曲柄滑块机构提升气压的机械。凭借其压力范围广、适应性强等独特的优点,应用范围越来越广。但目前往复活塞式空压机在工业应用中仍存在许多问题:其正常工作时会伴随严重的噪声,这在会在一定程度上影响使用者的身心健康;其次,由于其内部曲柄滑块机构在工作中会产生一定的不平衡往复惯性力,这在一定程度上会造成机体振动从而引发严重的噪声问题。往复活塞式静音机在一定程度上可以改善其噪声问题,但造价过高,且在运行一段时间后易出现疲劳断裂。针对上述问题,本文以单缸往复活塞式空压机为研究对象研究有关噪声问题,选取往复活塞式静音机为研究对象研究有关疲劳寿命问题。并借助ANSYS Workbench有限元模拟仿真与nCode疲劳模拟仿真进行分析。主要研究内容如下:（1）往复活塞式空压机噪声检测实验。以装有空滤器的单缸往复活塞式空压机为研究对象,对噪声源进行预测后在0psi、60psi、90psi和135psi四种工况下对噪声进行检测实验,对实验数据进行分析,确定噪声源频率,为后续针对空压机的降噪研究提供一定的数据支持与理论研究。（2）建立往复活塞式空压机的曲柄滑块机构的动力学模型。以往复活塞式空压机中的曲柄滑块机构为研究对象,进行运动学分析,得到活塞加速度的数学表达式后进行动力学分析,针对曲柄质量对往复惯性力的影响进行研究。（3）往复活塞式空压机的综合降噪研究。主要就降低振动、避免共振与隔振降噪三个方向开展研究。探讨曲柄的设计参数与整机振动的关系,以曲轴箱主轴承中心承受力为衡量振动大小的指标。简化往复活塞式空压机的三维模型,利用ANSYS Workbench对其进行多次仿真分析,分析数据得出使往复惯性力最小及降低振动曲柄设计参数最优额。后通过动力学理论计算验证了曲柄最优参数值的合理性,证明优化曲柄参数方案的可行性与有效性。其次利用模态分析确定曲柄、连杆与曲轴箱的固有频率,确保与噪声源频率差异大,避免共振现象,降低噪声。最后整理归纳橡胶隔振器的计算公式,以此选取合适的橡胶隔振器。从而进行综合降噪处理,在一定程度上改善空压机的使用性能。（4）对往复活塞式静音机的阀板进行使用寿命的优化设计。以往复活塞式静音机阀板零件为研究对象,利用ANSYS Workbench与nCode进行联合仿真,得到零件疲劳循环次数结果后改变阀板参数,经过多次重复仿真,确定阀板厚度的最佳值为5.34mm,为目前所有疲劳试验的最优值,可把最低寿命次数从1.126次提升到了 1.315次。建立疲劳寿命优化模型可在一定程度上系统的解决疲劳寿命问题,提高空压机工作的可靠性。本文以往复活塞式空压机为研究对象,以ANSYS Workbench与nCode为辅助工具,在现有的设计经验基础上,以降噪与提高寿命为目标进行系统设计研究。对往复活塞式空压机进行噪音检测,确定噪声源频率,提供降噪理论基础;对曲柄滑块机构展开动力学分析,寻找曲柄对惯性力的影响关系,提出新的曲柄设计参数的设计方案,降低惯性力数值,从而降低噪声;对阀板易疲劳断裂的零件进行疲劳寿命预测,合理有效进行零件替换,在一定程度上可改善零件利用率。这不仅丰富了往复活塞式空压机在工业应用中的噪声与疲劳研究,也为后期有关研究提供了一定的理论支撑。
陈正科[10]（2020）在《铝合金活塞低周热疲劳强度的试验及数值分析》文中指出柴油机广泛应用于商用车、卡车和工程机械领域,活塞是其核心零部件之一。活塞所处的工作环境极其严酷,很容易发生疲劳损伤问题,导致柴油机运行不正常。而在实际运转工况中,“起动-停车”这种冷热低周循环引起的活塞热疲劳损伤最为严重,研究低周疲劳寿命可以确定柴油机所允许的最大“起动-停车”次数,对于活塞的设计具有重要的意义。本文针对铝合金活塞的热疲劳性能问题,用试验测试和有限元模拟分析两种方法结合探究铝合金活塞的低周热疲劳性能和验证疲劳寿命预测方法。具体内容如下:（1）通过一套采用电磁感应加热为热源的热疲劳试验平台,精确控制铝合金活塞热疲劳试验中的温度循环,得到了不同温度循环方案下的温度历程曲线以及活塞热疲劳寿命;从活塞喉口提取材料加工制作试棒,利用试棒TMF试验台,设置不同温度循环和拘束率方案,通过试棒TMF试验得到了拘束率-疲劳寿命图谱。（2）利用UG软件和ANSYS软件建立了铝合金活塞三维有限元计算模型。接着采用磁热耦合的方法并且选用高斯正态分布面热源模型,求取得到等效热源数学表达式;将得到的等效热源表达式施加到活塞有限元模型上,进行活塞瞬态温度场计算,得到有限元模型的温度场,实测温度数据和计算结果比较,验证了计算模型正确性。（3）在求得温度场的基础上,对活塞有限元模型进行热固耦合分析,求得活塞的应力应变分布;提取活塞喉口处的热应变和总应变,根据拘束率计算公式求得活塞喉口处的拘束率,参考拘束率-疲劳寿命图谱,插值得到疲劳寿命预测值;与热疲劳试验得到寿命对比,验证了拘束率-疲劳寿命法的有效性。通过采用试验和数值两种方式对铝合金活塞的热疲劳性能进行研究,验证了疲劳寿命预测方法的有效性,为活塞的疲劳寿命预测提供参考依据。
二、基于能量准则的铝质活塞柴油机寿命预测（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于能量准则的铝质活塞柴油机寿命预测（论文提纲范文）
（1）考虑混合润滑的连杆小头衬套微动疲劳（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 连杆小头衬套微动形成原因分析 |
| 1.3 微动疲劳特性国内外研究现状 |
| 1.4 连杆轴承润滑国内外研究现状 |
| 1.5 研究内容与技术路线 |
| 1.5.1 主要研究内容 |
| 1.5.2 技术路线 |
| 第二章 连杆小头轴承混合润滑特性研究 |
| 2.1 连杆小头轴承混合润滑模型建立 |
| 2.1.1 润滑状态分析 |
| 2.1.2 混合润滑的控制方程 |
| 2.1.3 粗糙峰接触模型 |
| 2.2 连杆小头摆动摩擦副柔性多体动力学模型建立 |
| 2.2.1 活塞连杆组缩减模型 |
| 2.2.2 缩减模型和多体动力学模型 |
| 2.2.3 仿真输入参数 |
| 2.3 连杆小头轴承动力学特性分析 |
| 2.4 连杆小头轴承润滑特性分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 连杆小头底孔和衬套配合面微动疲劳特性研究 |
| 3.1 微动裂纹的萌生与扩展 |
| 3.2 微动裂纹萌生位置的预测方法 |
| 3.2.1 Ruiz准则 |
| 3.2.2 SWT准则 |
| 3.2.3 MSR参数法 |
| 3.3 衬套配合面微动疲劳载荷边界条件 |
| 3.4 连杆小头底孔和衬套配合面微动疲劳影响研究 |
| 3.4.1 摩擦系数对衬套配合面微动疲劳特性的影响 |
| 3.4.2 过盈量对衬套配合面微动疲劳特性的影响 |
| 3.5 影响因素参数优化 |
| 3.6 连杆疲劳试验验证 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 连杆小头衬套型线优化设计 |
| 4.1 衬套型线控制方程与轮廓设计 |
| 4.1.1 型线控制方程 |
| 4.1.2 衬套内表面轮廓设计 |
| 4.2 三种型线衬套对连杆小头轴承润滑特性的影响 |
| 4.2.1 三种型线衬套最小油膜厚度变化规律研究 |
| 4.2.2 三种型线衬套油膜压力变化规律研究 |
| 4.2.3 三种型线衬套粗糙接触压力变化规律研究 |
| 4.2.4 三种型线衬套摩擦功耗变化规律研究 |
| 4.3 三种型线对衬套配合面微动疲劳影响规律研究 |
| 4.3.1 三种型线对衬套配合面滑移幅值的影响 |
| 4.3.2 三种型线对衬套配合面最大剪切力的影响 |
| 4.3.3 三种型线对衬套配合面正应力的影响 |
| 4.3.4 三种型线对衬套配合面接触压力的影响 |
| 4.3.5 三种型线对衬套配合面FFDP值的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 A:攻读学位期间参与项目及科研成果目录 |
| 附录1 参与项目 |
| 附录2 科研成果 |
（2）内燃机活塞结构可靠性数值仿真计算研究现状与展望（论文提纲范文）
| 1 自编程数值仿真计算分析 |
| 2 结合商用软件数值仿真计算分析 |
| 2.1 机械载荷与热载荷单独作用下的应力场 |
| 2.2 热载荷作用下的温度场 |
| 3 热机载荷耦合作用下数值仿真计算分析 |
| 4 高周热机疲劳和低周热疲劳数值仿真计算分析 |
| 4.1 高周热机疲劳仿真计算分析 |
| 4.2 低周热疲劳仿真计算分析 |
| 5 工艺条件下可靠性数值仿真计算分析 |
| 5.1 考虑铸造工艺的活塞结构可靠性数值仿真 |
| 5.2 结构表面仿生数值仿真 |
| 5.3 表面涂层和阳极氧化层数值仿真 |
| 5.4 烧蚀失效数值仿真 |
| 6 展望与建议 |
（3）柴油机连杆有限元分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 内燃机连杆的国内外研究现状 |
| 1.2.1 国内连杆的研究动态 |
| 1.2.2 国外连杆的研究动态 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第二章 连杆机构的运动分析与建模 |
| 2.1 曲柄连杆机构的运动分析 |
| 2.1.1 活塞运动分析 |
| 2.1.2 连杆运动计算 |
| 2.2 曲柄连杆机构的力学计算 |
| 2.2.1 气体作用力 |
| 2.2.2 往复惯性力 |
| 2.2.3 旋转惯性力 |
| 2.2.4 预紧载荷 |
| 2.3 拉伸和压缩工况的载荷分析 |
| 2.3.1 最大拉伸工况下的载荷分析 |
| 2.3.2 最大压缩工况下的载荷分析 |
| 2.3.3 预紧载荷计算 |
| 2.4 连杆运动机构模型的建立 |
| 2.4.1 PTC Creo软件介绍 |
| 2.4.2 基本参数准备 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 柴油机连杆的静力学仿真 |
| 3.1 有限元分析基础 |
| 3.1.1 分析理论基础 |
| 3.1.2 有限元仿真在内燃机研究中的应用 |
| 3.1.3 Ansys workbench软件介绍 |
| 3.2 有限元分析模型的建立 |
| 3.2.1 三维模型建立 |
| 3.2.2 材料设置 |
| 3.2.3 接触设置 |
| 3.2.4 网格的划分 |
| 3.2.5 边界条件的施加 |
| 3.3 连杆静力学仿真计算 |
| 3.3.1 连杆应力结果分析 |
| 3.3.2 连杆变形结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 柴油机连杆的动力学仿真 |
| 4.1 多体动力学分析基础 |
| 4.1.1 软件介绍 |
| 4.2 多体动力学仿真模型的建立 |
| 4.2.1 几何模型的建立 |
| 4.2.2 运动边界条件的设置 |
| 4.2.3 载荷边界条件的设置 |
| 4.3 多刚体动力学分析 |
| 4.3.1 活塞位移分析 |
| 4.3.2 活塞速度和加速度分析 |
| 4.4 连杆刚柔耦合分析 |
| 4.4.1 柔性体的网格划分 |
| 4.4.2 仿真结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 连杆模态及疲劳寿命分析 |
| 5.1 连杆模态分析 |
| 5.1.1 理论基础 |
| 5.1.2 有限元模型建立 |
| 5.1.3 自由模态分析 |
| 5.2 疲劳寿命分析 |
| 5.2.1 疲劳损伤问题简介 |
| 5.2.2 疲劳预测方法 |
| 5.2.3 疲劳累计理论 |
| 5.2.4 疲劳寿命的分析方法 |
| 5.2.5 nCode Design Life疲劳分析软件介绍 |
| 5.2.6 连杆的疲劳寿命分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.1.1 主要工作 |
| 6.1.2 主要结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（4）基于SPH方法的活塞组-缸套间润滑油输运问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 活塞组-缸套间润滑问题概述 |
| 1.2.1 活塞裙部-缸套间的润滑 |
| 1.2.2 活塞环-缸套间的润滑 |
| 1.2.3 活塞环岸 |
| 1.2.4 润滑油膜中的自由表面行为 |
| 1.2.5 基于雷诺方程的经典润滑理论介绍 |
| 1.3 活塞组-缸套间润滑问题的研究进展 |
| 1.3.1 实验研究 |
| 1.3.2 数值模拟研究 |
| 1.3.3 SPH方法在润滑问题中的应用 |
| 1.4 本文的主要研究工作 |
| 第二章 润滑油输运问题的SPH理论及数值处理方法 |
| 2.1 SPH方法的基本原理 |
| 2.1.1 核近似 |
| 2.1.2 粒子近似 |
| 2.2 光滑函数 |
| 2.2.1 光滑函数的性质 |
| 2.2.2 经典核函数 |
| 2.3 流体力学控制方程 |
| 2.3.1 连续介质力学控制方程 |
| 2.3.2 控制方程的离散 |
| 2.3.3 压力求解方法 |
| 2.3.4 人工粘性 |
| 2.4 提高数值精度的方案 |
| 2.4.1 周期性密度修正 |
| 2.4.2 核梯度修正 |
| 2.5 边界处理 |
| 2.6 时间积分 |
| 2.6.1 蛙跳格式 |
| 2.6.2 预估校正格式 |
| 2.6.3 CFL条件 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 基于SPH方法的活塞裙部-缸套全油膜润滑下的润滑油输运研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模型的建立 |
| 3.3 SPH方法的改进 |
| 3.4 结果及分析 |
| 3.4.1 SPH方法的验证 |
| 3.4.2 粘性的影响 |
| 3.4.3 转速的影响 |
| 3.4.4 速度幅值的影响 |
| 3.4.5 综合分析 |
| 3.4.6 典型的速度分布 |
| 3.4.7 间隙高度的影响 |
| 3.5 讨论 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 粒子间作用力表面张力模型建立及其应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 粒子间作用力表面张力模型 |
| 4.3 计算结果及分析 |
| 4.3.1 光滑长度的影响 |
| 4.3.2 径向物理性质的影响 |
| 4.3.3 总动能的影响 |
| 4.3.4 粒子间作用力模型引起的应力不稳定性 |
| 4.3.5 浸润现象模拟 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于SPH方法的活塞环岸润滑油输运数值研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 活塞环岸润滑油膜的特征 |
| 5.3 计算结果与分析 |
| 5.3.1 平板上预先不存在润滑油 |
| 5.3.2 平板上预先有润滑油 |
| 5.3.3 活塞环岸上的润滑油输运 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 基于SPH方法的活塞环润滑的数值研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 计算模型 |
| 6.3 计算结果及分析 |
| 6.3.1 润滑油压力及速度变化 |
| 6.3.2 活塞环前缘润滑油的积聚 |
| 6.3.3 涡的运动 |
| 6.3.4 监测点的压力演化过程 |
| 6.3.5 活塞环周围的压力分布 |
| 6.3.6 缸套附近的压力分布 |
| 6.3.7 自由液面的变化 |
| 6.3.8 讨论 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 SPH方法的改进 |
| 7.2 SPH方法的应用 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（5）柴油机活塞热—机耦合疲劳寿命评估方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 研究的目的和意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 活塞热负荷研究现状 |
| 1.3.2 活塞热疲劳研究现状 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 1.5 研究的技术路线 |
| 第二章 传热及强度的理论基础 |
| 2.1 导热微分方程 |
| 2.2 导热的定解条件 |
| 2.3 活塞应力分析理论 |
| 2.3.1 基本方程 |
| 2.3.2 边界条件 |
| 2.3.3 弹性力学问题的求解方法 |
| 2.3.4 有限元分析 |
| 2.4 疲劳寿命分析理论 |
| 2.4.1 疲劳的基本概念 |
| 2.4.2 影响疲劳寿命的主要因素 |
| 2.4.3 疲劳累积损伤理论 |
| 2.4.4 确定疲劳寿命的研究方法 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 活塞温度场有限元分析 |
| 3.1 活塞材料属性 |
| 3.2 三维模型的建立 |
| 3.3 模型边界条件的确定 |
| 3.4 活塞稳态温度场计算结果分析 |
| 3.5 活塞结构参数对活塞温度场的影响 |
| 3.5.1 内冷油腔不同位置对活塞温度的影响 |
| 3.5.2 喉口倒角半径对活塞温度的影响 |
| 3.5.3 销座长度对活塞温度的影响 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 活塞热—机耦合计算分析 |
| 4.1 活塞热应力分析 |
| 4.2 机械负荷作的边界条件 |
| 4.2.1 活塞顶面压力 |
| 4.2.2 活塞往复惯性力 |
| 4.2.3 活塞侧推力 |
| 4.2.4 裙部摩擦力 |
| 4.3 活塞的热—机耦合计算分析 |
| 4.3.1 活塞的热—机耦合应力分析 |
| 4.3.2 活塞的热—机耦合变形分析 |
| 4.4 活塞结构参数对耦合应力的影响 |
| 4.4.1 内冷油腔不同位置对活塞耦合应力的影响 |
| 4.4.2 喉口倒角半径对活塞耦合应力的影响 |
| 4.4.3 销座长度对活塞耦合应力的影响 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 活塞疲劳寿命预测分析 |
| 5.1 活塞疲劳寿命仿真分析流程 |
| 5.2 载荷谱的设定 |
| 5.3 材料设置 |
| 5.4 选择疲劳算法 |
| 5.5 活塞疲劳仿真结果分析 |
| 5.6 表面状态对疲劳仿真结果的影响 |
| 5.7 活塞结构参数对疲劳仿真结果的影响 |
| 5.7.1 内冷油腔不同位置对疲劳仿真结果的影响 |
| 5.7.2 喉口倒角半径对疲劳仿真结果的影响 |
| 5.7.3 销座长度对疲劳仿真结果的影响 |
| 5.8 小结 |
| 第六章 活塞疲劳试验研究 |
| 6.1 活塞热疲劳试验的工作原理 |
| 6.2 热疲劳试验台的系统组成 |
| 6.3 活塞热疲劳试验研究 |
| 6.3.1 试验边界 |
| 6.3.2 试验调试 |
| 6.3.3 试验参数设定 |
| 6.3.4 试验结果分析 |
| 6.4 改进后的活塞热疲劳试验研究 |
| 6.4.1 改进后的试验边界 |
| 6.4.2 改进后的试验结果分析 |
| 6.5 小结 |
| 第七章 全文总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读硕士学位期间项目经历及发表论文 |
| 附录 A 项目经历 |
| 附录 B 发表论文 |
| 附录 C 获奖情况 |
（6）发动机连杆螺纹联接结构疲劳可靠性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 螺纹联接结构应力分布研究现状 |
| 1.2.2 连杆螺栓疲劳可靠性研究现状 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第二章 连杆常规螺纹联接结构应力分布研究 |
| 2.1 连杆常规螺纹联接结构分析 |
| 2.1.1 螺栓设计标准 |
| 2.1.2 发动机连杆螺纹联接结构 |
| 2.2 发动机连杆螺纹联接结构工作载荷分析 |
| 2.2.1 发动机连杆工作载荷分析 |
| 2.2.2 连杆螺栓工作载荷分析 |
| 2.2.3 连杆螺栓工作载荷计算 |
| 2.3 标准螺纹联接结构轴向应力理论 |
| 2.4 发动机连杆常规螺纹联接结构应力分析 |
| 2.4.1 发动机连杆常规螺纹联接结构有限元分析 |
| 2.4.2 连杆常规螺纹联接结构应力网格收敛性分析 |
| 2.4.3 连杆常规螺纹联接结构有限元分析模型验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 连杆常规螺纹联接结构应力分布影响因素研究 |
| 3.1 螺距对连杆常规螺纹联接结构应力分布影响研究 |
| 3.1.1 不同螺距常规螺纹联接结构分析 |
| 3.1.2 不同螺距常规螺纹联接结构应力分析 |
| 3.1.3 不同螺距常规螺纹联接结构各个位置处承载比例分析 |
| 3.2 螺栓预紧力对连杆常规螺纹联接结构应力分布影响研究 |
| 3.2.1 螺栓预紧力对连杆螺纹联接结构承载比例影响研究 |
| 3.2.2 螺栓预紧力对不同螺距各个位置处承载比例影响研究 |
| 3.3 螺纹联接长度对连杆常规螺纹联接结构应力分布研究 |
| 3.3.1 不同螺纹联接长度的连杆螺纹联接结构分析 |
| 3.3.2 不同螺纹联接长度常规螺纹联接结构应力分析 |
| 3.3.3 不同螺纹联接长度的螺纹承载比例分析 |
| 3.3.4 不同螺纹联接长度啮合段的变形量研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 连杆螺纹联接结构疲劳强度评估 |
| 4.1 连杆螺纹联接结构疲劳安全系数评估方法 |
| 4.1.1 疲劳安全系数理论 |
| 4.1.2 疲劳安全系数分析流程 |
| 4.1.3 边界条件及主要参数设置 |
| 4.1.4 许用安全系数 |
| 4.2 不同螺纹联接结构疲劳安全系数评估 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 基于疲劳寿命的连杆螺纹结构优化设计 |
| 5.1 连杆常规螺纹联接结构寿命预测 |
| 5.1.1 疲劳设计方法 |
| 5.1.2 发动机连杆疲劳寿命预测流程 |
| 5.1.3 连杆螺纹联接结构疲劳寿命预测模型 |
| 5.1.4 边界条件与参数设置 |
| 5.1.5 疲劳寿命预测结果分析 |
| 5.2 连杆螺纹联接结构优化设计研究 |
| 5.2.1 优化连杆螺栓螺纹联接结构设计 |
| 5.2.2 优化连杆螺纹联接结构应力分布规律研究 |
| 5.2.3 连杆常规螺纹与优化螺纹联接结构疲劳强度对比分析 |
| 5.2.4 连杆常规螺纹与优化螺纹结构疲劳寿命对比分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 A:攻读学位期间参与项目及发表论文目录 |
| 附录1 参与项目 |
| 附录2 论文发表 |
（7）铸造活塞Al-Si共晶合金力学性能与损伤机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 铸造Al-Si合金 |
| 1.2.1 铝合金分类 |
| 1.2.2 铸造耐热Al-Si合金 |
| 1.3 铸造Al-Si合金力学性能 |
| 1.3.1 铸造Al-Si合金拉伸行为 |
| 1.3.2 铸造Al-Si合金等温疲劳行为 |
| 1.3.3 铸造Al-Si合金热机械疲劳行为 |
| 1.4 铸造Al-Si合金强化机制 |
| 1.4.1 改善合金成分 |
| 1.4.2 改善铸造工艺 |
| 1.5 研究意义、目的及内容 |
| 第2章 铸造Al-Si共晶合金组织和拉伸性能 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验材料及方法 |
| 2.2.1 微观组织表征方法 |
| 2.2.2 力学性能实验方法 |
| 2.3 微观组织分析 |
| 2.3.1 微观物相表征 |
| 2.3.2 物相结构特征 |
| 2.3.3 纳米压痕分析 |
| 2.4 高温拉伸行为 |
| 2.4.1 拉伸应力-应变响应 |
| 2.4.2 拉伸损伤行为 |
| 2.4.3 抗拉强度与温度之间关系 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 铸造Al-Si共晶合金低周疲劳性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验材料及方法 |
| 3.3 温度对低周疲劳性能的影响 |
| 3.3.1 不同温度循环行为 |
| 3.3.2 不同温度低周疲劳损伤表征 |
| 3.3.3 不同温度低周疲劳寿命预测 |
| 3.3.4 宏观模型与微观损伤机制关系 |
| 3.4 应变速率对低周疲劳的影响 |
| 3.4.1 不同应变速率循环应力-应变响应 |
| 3.4.2 不同应变速率损伤行为 |
| 3.4.3 应变速率对变形机制的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 铸造Al-Si共晶合金热机械疲劳性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验材料及方法 |
| 4.2.1 常规热机械疲劳实验方法 |
| 4.2.2 约束条件热机械疲劳实验方法 |
| 4.3 温度范围对热机械疲劳寿命的影响 |
| 4.3.1 热机械循环行为 |
| 4.3.2 热机械疲劳损伤演化 |
| 4.3.3 热机械疲劳寿命预测模型 |
| 4.4 约束下热机械疲劳寿命演化关系 |
| 4.4.1 约束热机械疲劳循环行为 |
| 4.4.2 约束热机械疲劳损伤行为 |
| 4.4.3 约束热机械疲劳寿命预测 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 铸造Al-Si共晶合金疲劳性能优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 合金抗疲劳思路 |
| 5.2.1 损伤机制探讨 |
| 5.2.2 合金优化方法 |
| 5.3 材料制备和实验方法 |
| 5.3.1 材料制备 |
| 5.3.2 微观组织分析 |
| 5.3.3 实验方法 |
| 5.4 力学性能分析 |
| 5.4.1 室温拉伸与疲劳行为 |
| 5.4.2 高温低周疲劳损伤行为 |
| 5.4.3 热机械疲劳损伤行为 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 全文总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
| 作者简历 |
（8）先进绝热压缩空气储能系统动态建模、经济性评估及协同调度方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 AA-CAES技术的发展与工程示范现状 |
| 1.3 AA-CAES系统建模、经济性评估及调度方法研究现状 |
| 1.4 本文研究内容及论文结构 |
| 2 AA-CAES全系统动态仿真建模方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 AA-CAES系统关键部件动态建模 |
| 2.3 关键部件仿真模型的有效性验证 |
| 2.4 AA-CAES系统全过程动态仿真 |
| 2.5 模型应用算例分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 AA-CAES系统经济性评估方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 面向典型日调度运行的AA-CAES电站运行约束集合建模 |
| 3.3 AA-CAES系统经济性评估模型 |
| 3.4 算例分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 考虑AA-CAES电站备用特性的电力系统日前优化调度策略 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 AA-CAES电站的备用能力分析 |
| 4.3 计及AA-CAES电站备用特性的电力系统日前调度模型 |
| 4.4 算例分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 含AA-CAES电站的电力系统实时优化调度策略 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 面向电力系统实时调度的AA-CAES电站运行约束集合建模 |
| 5.3 含AA-CAES电站的电力系统实时调度模型 |
| 5.4 算例仿真 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 考虑AA-CAES电站冷热电联供特性的综合能源系统优化调度策略 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 面向冷热电联合调度的AA-CAES电站运行约束集合建模 |
| 6.3 计及AA-CAES电站冷热电联供特性的微型综合能源系统优化调度模型 |
| 6.4 算例分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 A 攻读博士学位期间所取得的学术成果 |
| 附录 B 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
（9）往复活塞式空压机的噪声与疲劳寿命问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外相关研究现状 |
| 1.2.1 有限元结构分析的研究现状 |
| 1.2.2 往复活塞式空压机噪音分析的研究现状 |
| 1.2.3 往复活塞式空压机零件疲劳寿命的研究现状 |
| 1.3 课题主要研究内容 |
| 2 往复活塞式空压机噪声检测实验及分析 |
| 2.1 往复活塞式空压机噪声检测实验准备 |
| 2.1.1 往复活塞式空压机噪声源的预测 |
| 2.1.2 往复活塞式空压机噪声检测方法 |
| 2.2 往复活塞式空压机噪声检测实验 |
| 2.2.1 往复活塞式空压机噪声测试仪器 |
| 2.2.2 往复活塞式空压机噪声测试实验 |
| 2.3 往复活塞式空压机噪声分析技术 |
| 2.4 往复活塞式空压机噪声源确定 |
| 2.5 小结 |
| 3 往复活塞式空压机曲柄滑块机构的动力学分析 |
| 3.1 往复活塞式空压机曲柄滑块机构的运动学分析 |
| 3.2 往复活塞式空压机曲柄滑块机构的动力学分析 |
| 3.2.1 曲柄滑块机构的质量换算 |
| 3.2.2 曲柄滑块机构的受力分析 |
| 3.3 小结 |
| 4 往复活塞式空压机的综合降噪研究 |
| 4.1 往复惯性力对空压机噪声影响研究 |
| 4.1.1 往复活塞式空压机泵头模型的建立及简化 |
| 4.1.2 往复活塞式空压机简化泵头的有限元分析 |
| 4.1.3 往复活塞式空压机简化泵头动力学仿真分析结果 |
| 4.1.4 曲柄设计参数与往复惯性力关系的研究 |
| 4.2 往复活塞式空压机降噪有关措施的研究 |
| 4.3 小结 |
| 5 往复活塞式静音机中零件的疲劳寿命研究 |
| 5.1 往复活塞式静音机中零件的疲劳寿命研究 |
| 5.2 往复活塞式静音机零件的疲劳仿真 |
| 5.2.1 往复活塞式静音机中阀板的疲劳仿真 |
| 5.2.2 往复活塞式静音机中曲轴箱的疲劳仿真 |
| 5.2.3 往复活塞式静音机中泵盖的疲劳仿真 |
| 5.3 往复活塞式静音机阀板疲劳寿命性能的优化设计 |
| 5.4 小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 创新性 |
| 6.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
（10）铝合金活塞低周热疲劳强度的试验及数值分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 活塞热疲劳试验研究现状 |
| 1.2.2 活塞热疲劳模拟研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 活塞的热疲劳分析 |
| 2.1 活塞热损伤机制 |
| 2.2 疲劳寿命预测模型 |
| 2.2.1 Chaboche疲劳模型 |
| 2.2.2 Manson-coffin疲劳模型 |
| 2.2.3 Wang疲劳模型 |
| 2.2.4 Lemaitre疲劳模型 |
| 2.3 疲劳寿命预测方法 |
| 2.3.1 名义应力法 |
| 2.3.2 局部应力应变法 |
| 2.4 拘束率-疲劳寿命法 |
| 2.4.1 考虑应力集中的局部应力应变法 |
| 2.4.2 拘束率 |
| 2.4.3 拘束率-疲劳寿命法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 活塞热机械疲劳寿命试验研究 |
| 3.1 活塞热疲劳试验 |
| 3.1.1 活塞热疲劳试验平台 |
| 3.1.2 温度测量方法及测量点 |
| 3.1.3 活塞热疲劳试验方案 |
| 3.2 活塞热疲劳试验结果分析 |
| 3.2.1 活塞试验温度历程 |
| 3.2.2 活塞热疲劳寿命 |
| 3.3 试棒TMF试验 |
| 3.3.1 试棒制作 |
| 3.3.2 试棒TMF试验平台 |
| 3.3.3 试棒TMF试验方案 |
| 3.4 试棒TMF试验结果分析 |
| 3.4.1 磁滞回线 |
| 3.4.2 拘束率-疲劳寿命图谱 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 活塞热机械疲劳的数值模拟 |
| 4.1 有限元模型及网格划分 |
| 4.2 材料物理性能参数及加热参数 |
| 4.3 磁热双向耦合求取等效热源 |
| 4.3.1 高斯正态分布面热源模型 |
| 4.3.2 等效热源求取步骤 |
| 4.3.3 磁分析 |
| 4.3.4 等效面热源公式 |
| 4.4 温度场 |
| 4.4.1 温度分布 |
| 4.4.2 各测试点温度历程曲线对比与结果分析 |
| 4.5 应变场 |
| 4.6 疲劳寿命的模拟计算与试验结果对比 |
| 4.6.1 疲劳寿命计算 |
| 4.6.2 结果对比与讨论 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 全文结论 |
| 5.2 后期工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
四、基于能量准则的铝质活塞柴油机寿命预测（论文参考文献）
- [1]考虑混合润滑的连杆小头衬套微动疲劳[D]. 李伟. 昆明理工大学, 2021(01)
- [2]内燃机活塞结构可靠性数值仿真计算研究现状与展望[J]. 何联格,周蓝,苏建强. 重庆理工大学学报(自然科学), 2020(11)
- [3]柴油机连杆有限元分析[D]. 徐子静. 大连交通大学, 2020(06)
- [4]基于SPH方法的活塞组-缸套间润滑油输运问题研究[D]. 李海桥. 中北大学, 2020(10)
- [5]柴油机活塞热—机耦合疲劳寿命评估方法研究[D]. 周毅. 昆明理工大学, 2020(04)
- [6]发动机连杆螺纹联接结构疲劳可靠性分析[D]. 李云鹏. 昆明理工大学, 2020(05)
- [7]铸造活塞Al-Si共晶合金力学性能与损伤机制研究[D]. 王猛. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [8]先进绝热压缩空气储能系统动态建模、经济性评估及协同调度方法研究[D]. 李姚旺. 华中科技大学, 2020
- [9]往复活塞式空压机的噪声与疲劳寿命问题研究[D]. 柴德敏. 陕西科技大学, 2020(02)
- [10]铝合金活塞低周热疲劳强度的试验及数值分析[D]. 陈正科. 上海交通大学, 2020(01)