镁合金汽车发动机缸盖有限元分析

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1、第10期机械设计与制造2010年10月MachineryDesign&Manufacture75文章编号：1001—3997(2010)10-0075—03镁合金汽车发动机缸盖有限元分析冰余熳烨林颖(华南理工大学机械与汽车工程学院，广州510640)FiniteelementanalyzeofmagnesiumalloyautomobileenginecylindercoverYUMan—ye，LINYing(SchoolofMechanical&AutomobileEngineering，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510641，Ch

2、ina)【摘要】随着汽车高速化和轻量化要求的不断提高，对发动机的功率、体积和重量的要求也不断提高。在汽车发动机缸盖的设计开发中，应用有限元分析其结构强度、刚度，并建立有限元模型对其进行静强度分析及有限元模态分析，模拟缸盖结构在自由模态、约束模态下的固有频率和振型状态并进行计算，证实了该结构的可行性及可靠性。研究有效地缩短了设计周期，减少了反复试验和经验判断的误差，为推广有限元分析在企业的应用及对今后产品开发具有重要意义。关键词：发动机缸盖；有限元方法；静强度分析；模态分析【Abstract】Alongwiththecontinuousrequesttoafasterandlighterveh

3、icle，therequirementonpow-；er，volumeandweightofitsenginearealsoenhanced．FEanalysistechnologyisusedtoanalyzethestrength；jandrigidityatdesignanddevelopmentofcylindercover．Duringthewholeresearchactivities，theprimary—j：designedcylindercovergeometricmodelwasusedtoana1)zethestaticstrengthofthecylindercove

4、rwithjjadvancedFEanalysistechnology；Modeanalysiscompletelysimulatetheinherefrequenciesandvibrationj÷typeofthecylindercoverunderthefreeandrestrictedconditioninthecomputer，andalsocalculateoutthe÷÷resuhs，verifiedthefeasibilityandreliabilityofstructureofthecylindercover．Duetothesuccessfulre一；!searchoft

5、histask，designtimehasbeenshortenedefectivelyanderroratrepeatedtestsandjudgrnentjibyexperiencehasalsobeenreduced．h’sanimportantdemonstration／￡applicationofFEanalysisj÷technologyintheenterpriseandatthefuturedevelopmentofproducts．÷+十÷Keywords：Cylindercover；FEM；Staticintensityanalysis；Modalanalysis÷k．+

6、．+*+-+*+*+-+-+*+*+*+*+-+-+-+-+．++*++”+*十+”+w+一+一+一十一+一十一+一+-+·+一+一+一+*+*+*—+-*+*—*+*—*—一+*—*—*—·-—中图分类号：TH16。TK402文献标识码：A目前，汽车发动机罩盖多采用铝合金、钢铁、工程塑料等材性。由于镁合金AZ91D具有优良的铸造性能及良好的强度[31，适料制造。镁合金作为最轻的工程金属材料，其比强度明显高于工用于形状复杂的薄壁件，故材料选用AZ91D。程塑料，而且常规镁合金比铝合金轻(3o-5o)％，比钢铁轻70％以缸盖罩属于复杂薄壁件，平均壁厚2．5mm，最小壁厚2mm，上⋯’同时具有良

7、好的铸造性、切削加工性、导热性、阻尼性以及电整体外形尺寸(长度×宽度×高度，mm)为：487x226x146．5。用Pro／磁屏蔽能力强和易于回收等一系列优点。镁合金是替代铝合金、E求得体积为1004142into3按AZ91D的密度为1．81g．计钢铁和工程塑料以实现轻量化的理想材料。算，可知，其质量为1．82kg。缸盖罩的三维实体，如图1所示。1发动机缸盖有限元模型的建立略去缸体内部小于5的细小油道孑L和