高速汽油机缸盖水套cfd分析及传热研究

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1、学校代号：10532学密号：S11022003级：公开湖南大学硕士学位论文C=同速汽油机缸盖水套CFD分析及传热研究堂僮虫运厶姓名；垂震昱娅姓名丞驱．整；一扬靖熬援～墙差皇僮；扭越生运载王猩堂瞳童些名猛；动左王捏厘王猩垫塑理论窒握童旦翅；2Q!璺生垒旦2旦论室筌避旦期；2Q!垒生璺目窆目签避委虽会圭靡；一．龚全抖教攫TheResearchonCFDandNHTMethodsofaHigh-speedGasolineEngineCylinderHeadandWater-jacketbyLUZhenB．E．(GuangdongUniversity

2、ofTechnology)2011AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftherequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringlnPowerMachineryandEngineeringintheGraduateschoolofHunanUniversitySupervisorProfessorYANGJingApril，2014湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外

3、，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：鲁霍日期：如JJ9L年q-月7伊日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在——年解密后适用本授权书

4、。2、不保密团。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：导师签名：薯霍裼琚日期：冽争年年月1o日日期：沁I十戽甲月旧日高速汽油机缸盖CFD分析及传热研究摘要汽缸盖作为发动机的重要部件之一，其强度和可靠性是发动机强度及可靠性问题的重要部分。发动机正常工作下，气缸盖受到许多载荷的影响，如螺栓预紧力、燃气爆发压力、热应力以及装配件的装配应力等，其中燃气爆发压力又是周期性载荷，气缸盖易出现疲劳损伤现象。因此，全面细致地分析气缸盖热负荷及强度对发动机可靠性有重要影响。本文以一款自然吸气的直列四缸汽油机气缸盖及冷却水腔作为研究对象，利用计算流体力学、数值

5、传热学、疲劳强度等理论知识，对气缸盖内冷却液流动及传热过程进行流固耦合模拟，分析并评价了该高速汽油机气缸盖的冷却性能；在此基础上采用拟水平的混合正交设计方法提出了9种对缸垫上水孔尺寸及位置的研究方案，对比改进前后的气缸盖温度场、流场结果，选择出目标改进方案；利用传热计算的结果，综合考虑机械应力及预紧力的影响，计算出原气缸盖与改进气缸盖的热机耦合应力分布，从而进一步评价改进方案的优劣；最后通过自定义的仿真载荷分布曲线对改进前后的气缸盖疲劳强度进行计算，得到安全系数及循环使用寿命，对比不同结果确定了最优改进方案。本文分析总结了本缸垫上水孔设计的重

6、要参考因素一靠近火力面的两系列上水孔尺寸对冷却的影响；多场分析的手段与结果也为气缸盖进一步的结构优化提供了思路并奠定了基础；同时验证了评价改进方案好坏是多场结果综合分析的结果，切不可单凭某一趋势定义改进工作的正确与否。关键词：气缸盖；传热；流固耦合；热机耦合；疲劳Ⅱ硕士学位论文AbstractCylinderheadisanimportantcomponentofinternalcombustionengineanditsstrengthresearchandreliabilityisthereforeacriticalproblem．Und

7、eranormaloperatingcycleofanengine，therearemanyloadingswhichaffectsoncylinderheadsuchasboltpre—tighteningforce，explosionpressureofcombustiongas，thermalstressandassemblystressofassemblies．However，thepressureofexplosionofgasbelongstocyclicloadingthatmayleadtoafatiguefailure．It

8、willhaveagreateffectoncylinderhead’SreliabilitytorUBacomprehensiveanalysisoftherma