为详细研究气缸盖的动态热机耦合应力场,进行了一系列沸腾传热实验,并提出提出一种修正后的RPI模型,在该模型的基础上建立了冷却液缸盖的流固耦合计算模型,同时建立了柴油机的工作过程计算模型。以上述模型为基础,对某重型柴油机缸盖的温度场,热应力场,热机耦合应力场以及动态热机耦合应力场进行了分析,结果显示螺栓预紧力对缸盖的热机耦合应力影响最大,缸盖底部排气门鼻梁区的热负荷较重,应该引起足够的重视。

对于固体中裂纹扩张的动态过程,如考虑惯性及弹性波的影响,则应力场的求解是一个相当困难的问题,有关研究进展缓慢。本文在不计惯性及弹性波影响的情形下,借助共形映射的Lowner理论,对由边界向内的裂纹扩展过程中应力场的连续变化解,提出一种近似处理的方法。当考虑裂纹扩展速度影响时,在现有的Radok—范天佑方法中也尝试着引入Lowner理论,使该方法得以改进。

对于具有环形缺口的圆轴，以缺口半径ρ、缺口深度h和缺口张开角a以及圆轴几何尺寸a／b为描述参量，建立各种缺口的统一模型．给出扭转载荷下环形缺口的应力集中系数和环形裂纹的应力强度因子．用有限元计算得到缺口张开角a对无量纲因子fa（a／b）的影响，建立以fa（a／b）为依据的安全设计、断裂设计准则．结果表明：缺口半径、缺口深度和缺口张开角对无量纲园子fa（a／b）均有一定影响．

关于圆轴自由扭转时横截面上的应力分布,弹塑性力学给出的弹塑性解与大量金属材料的扭转实验结果存在众多分歧。针对这一问题,通过分析材料在弹塑性变形阶段弹性变形和塑性变形对应的细观机理,根据最小变形能原理,给出了弹塑性小变形时,圆轴扭转横截面上任一点处的切应力和弹性切应变的分布规律。结果表明,圆轴扭转时小塑性变形的出现,并不影响材料的弹性性质,也不改变构件内弹性变形的分布规律,即在弹塑性小变形条件下,圆轴扭转横截面上任一点处的切应力、弹性切应变的大小仍与该点到圆心的距离成正比,亦即仍呈现出与弹性变形时相同的分布规律。

通过建立裂纹类缺陷应力场与磁通量变化间的数学模型,阐明裂纹埋藏深度、宽度、走向、受力条件及外磁场等不同时的磁通量变化规律,为磁记忆检测裂纹类缺陷提供了理论依据.

为保证闸阀在高温工况下运行的安全可靠性,文中结合阀门设计壳体与密封试验要求,采用有限元仿真分析方法对NPS3-CL300高温闸阀的密封性、温度场和应力场进行计算分析。结果表明,所设计的闸阀在常温下满足密封与强度试验要求;在425℃高温下工作,上密封填料温度,阀体和阀盖应力满足材料强度性能与设计要求,具有良好的工程实用价值。

导向套是保证液压缸活塞杆和缸筒同轴度,同时为缸口油封提供支座的关键零件,为节约修复成本,延长液压支架导向套再服役寿命,利用激光增材再制造技术对导向套的再制造修复工艺进行了探索。基于数值模拟方法,建立了导向套激光增材再制造修复瞬态热分析数值模型,研究了不同激光能量密度下导向套熔覆层上各节点处温度场及应力场的演化规律,探讨了激光能量密度对温度场、应力场及残余应力分布的影响,通过工艺性试验优选了加工参数,采用Cu-8Sn-3Zn粉末对磨损失效导向套的外圆周面进行再制造修复,并测定了熔覆层上不同节点处残余应力分布情况。结果表明,不同激光能量密度下,熔覆层各节点温度与应力演化都经过多次往复循环,沉积过程结束后,逐渐趋于稳定;随着激光能量密度的增大,熔覆层温度逐渐升高,等效应力也随之增大,当激光能量密度为31....

为使气缸套的结构设计、制造、强度校核及疲劳寿命分析更加精确化,利用有限元仿真软件,对某型柴油机气缸套在热负荷、机械应力作用下的应力及变形情况分别进行单边界条件计算和热-机顺序耦合计算,并做疲劳分析。结果表明,热-机械顺序耦合下气缸套的最大应力分布于气缸套内表面与上表面交界处,最大值不超过材料的极限应力;气缸套的最小疲劳安全系数满足设计要求,最有可能发生疲劳破坏的部位位于气缸套上部螺栓孔根部所处的高度平面、水套最底面所处平面及气缸套上表面外沿处。

16V240机车柴油机气缸盖结构复杂,内部布置有冷却水腔和进排气气道,为研究气缸盖在高温、高压燃气、冷却水作用下气缸盖的强度,通过SolidWorks建立了柴油机气缸盖三维几何模型,利用Fluent进行了流固耦合传热计算分析,并以气缸盖温度场为输入载荷,进一步应用ANSYS Workbench平台分析了气缸盖的应力。通过分析得出气缸盖温度、应力云图。通过数值分析得出,气缸盖在多种物理场的作用下,承受较大负荷的区域出现在气缸盖的火力面。对比不同载荷下的应力云图,得出气缸盖主要受热应力的影响。

基于有限元分析方法,将曲轴划分为89个形状规则的组成部分,创建了72个用于施加连杆力载荷的工作坐标。在设计工况(柱塞推力6500kg)下,对曲轴按照每隔15°一个角度工况,共24个不同角度上的工作载荷情况进行静力有限元分析,共得到24种工况的应力场及应力强度。对曲轴最大应力值随旋转角的变化进行了详细的分析。