发动机缸盖热-机耦合应力与疲劳分析开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

（一）研究背景

内燃机是一种将燃料的化学能转变成热能，再由热能转变为机械能的动力机械。自第一台内燃机于1876年被奥托创制以来，极大地促进了整个工业的快速发展，同时内燃机本身也得到巨大的发展与进步。由于内燃机广泛应用于国民生产的各个领域，诸如交通运输、水利电力、发掘开采、工程机械以及农林机械等，与人们的生产生活息息相关，涵盖了衣食住行的各个方面。可以说，内燃机在整个工业领域内举足轻重，尤其是在汽车动力行业内，具有绝对的统治地位^[1]。

气缸盖作为内燃发动机的关键零件,其主要作用是通过螺栓的预紧力作用, 与活塞顶部及气缸内壁共同组成燃烧空间,承受爆发压力作用同时,火力面与燃烧室中的高温气体直接接触,缸盖水套与冷却液直接接触,缸盖会受到由于温差及约束产生的热应力作用。同时缸盖火力面承受燃烧室内周期性高压燃气作用,在周期作用下,缸盖中的各个节点发生周期性的振荡,很容易在应力集中区域产生疲劳现象^[2]。首先，结构件中会有微量不易察觉的微裂纹产生，但随着工作周期的增加微裂纹逐渐扩展，最后形成宏观可见裂纹导致零部件失效，这种疲劳损伤破坏危害极大^[3]。

2. 研究的基本内容与方案

（一）主要研究内容

气缸盖的热负荷和机械负荷是发动机研究的一个重要方向。本文主要内容包括对气缸盖进行仿真建模，进一步计算出气缸盖的热-机耦合应力，最后进行疲劳寿命预估计算。本文的主要内容包括以下几个方面：

1.建立几何模型。依据设计图纸，运用pro/e软件建立包含螺栓、假机体的气缸盖组三维几何模型。在建模过程中对气缸盖上一些结构较复杂、尺寸较小但对气缸盖整体影响不大的螺孔、凸台、倒角等结构进行简化或删除，尽量真实地模拟实体气缸盖。

3. 研究计划与安排

2016年2月22日至2016年5月30日，共15周。

其中：

1-3 周 查阅资料，完成外文翻译，总结参考文献并完成开题报告；

4. 参考文献（12篇以上）

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