柴油機UNIVER氣缸蓋及氣缸墊接觸強度的詳細資料:
柴油機UNIVER氣缸蓋及氣缸墊接觸強度
工程實際中的強度問題,可歸結(jié)為考慮限制結(jié)構(gòu)承載能力的各種因素,包括:塑性變形引起的零件形狀的顯著變化、載荷超過額定值時材料的破壞和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的喪失等。材料在高溫下的應力狀況更加復雜,溫差應力和機械應力的耦合作用,對設備的強度造成巨大的影響,因此,分析結(jié)構(gòu)在高溫下的強度問題具有重要意義。
柴油機UNIVER氣缸蓋及氣缸墊接觸強度
隨著計算機技術的不斷發(fā)展,有限元分析已經(jīng)成為解決復雜工程計算問題的常規(guī)手段:有限元分析為了適應工程設計、科研對計算精度要求不斷提高的需要,已經(jīng)從求解線性問題發(fā)展到求解非線性問題。在內(nèi)燃機行業(yè)迅速發(fā)展的今天,僅僅應用有限元的線性理論來解決內(nèi)燃機復雜的受力狀況,已經(jīng)遠遠不能滿足要求。采用非線性接觸分析方法對柴油機UNIVER氣缸蓋、UNIVER氣缸墊、機體組裝在一起進行了熱—機械耦合的結(jié)構(gòu)強度計算分析并對其計算方法進行了探討。用Pro/Engineer軟件對UNIVER氣缸蓋、UNIVER氣缸墊、機體進行了實體建模;為提高計算精度,適應非線性接觸計算分析的要求,再用用Hyper Works軟件對建立的實體模型進行了六面體網(wǎng)格劃分;UNIVER氣缸在低速運動時會出現(xiàn)抖動現(xiàn)象,即爬行現(xiàn)象,這嚴重地影響了系統(tǒng)穩(wěn)定性和定位精度。為了提高系統(tǒng)性能,針對氣動位置控制的非線性特征,提出了基于自適應模糊PID控制的UNIVER氣缸定位控制系統(tǒng)。通過建立UNIVER氣缸的數(shù)學模型,基于simulink分別采用PID、模糊控制和自適應模糊PID控制對UNIVER氣缸運動控制進行了仿真研究zui后用功能強大的FEA軟件ANSYS對組裝件進行了溫度場、熱—機械耦合應力場的非線性接觸計算;同時取缸蓋的單缸為計算模型,并對其進行了溫度場、熱—機械耦合應力場的線性計算;并對對線性計算的結(jié)果和非線性的計算的結(jié)果進行了比較。由于PROTOS 70卷接機組刀盤進刀機構(gòu)設計不合理,經(jīng)常因進刀機構(gòu)密封圈漏氣和軸承損壞等故障導致進刀失效,影響卷煙切割質(zhì)量。為此對頂桿機構(gòu)進行了改進,采用外置標準UNIVER氣缸替代原有的內(nèi)置非標準UNIVER氣缸,將一體式結(jié)構(gòu)改為UNIVER氣缸式推桿和頂桿機構(gòu)兩個獨立單元結(jié)構(gòu),其中的頂桿機構(gòu)采用軸承與外置標準UNIVER氣缸連接。應用效果表明,PROTOS 70卷接機組采用外置標準UNIVER氣缸式頂桿機構(gòu),從根本上解決了刀盤進刀機構(gòu)故障頻發(fā)問題,維修頻次降低了75%,配件成本降低了99%,提高了進刀機構(gòu)工作的穩(wěn)定性和可靠性。
柴油機UNIVER氣缸蓋及氣缸墊接觸強度
自適應模糊PID控制系統(tǒng)結(jié)合了模糊控制和PID控制的優(yōu)點,減小了UNIVER氣缸爬行現(xiàn)象對位置控制精度的影響。其中對缸蓋—UNIVER氣缸墊—機體整體進行接觸分析為本文的創(chuàng)新。通過對組裝件溫度場、熱—機械耦合應力場計算結(jié)果的分析,得出結(jié)果與實際情況基本吻合,從而為結(jié)構(gòu)設計和改進提供了有價值的參考依據(jù)。
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