產品
CAD/CAE/CAM/PLM制造業信息化SIMULIA仿真模擬
??隨著CAE分析在發動機開發中地位的不斷提高,其已經成為與傳統實驗分析并行的開發手段。在開發中需要考慮的強度,剛度,疲勞,振動,噪聲等問題都可以利用CAE分析在設計階段解決??s短設計周期,節省開發費用,提高產品質量。
??發動機系統的CAE分析涉及了大量的非線性計算,如螺栓預緊力的施加,大量接觸的出現,具有強烈非線性行為的墊片部件的模擬等等,而Abaqus優秀 的非線性分析功能以及熱固耦合分析功能可以很好的滿足這類大規模的具有高度非線性行為CAE分析的要求,因此在發動機CAE分析中被廣泛的應用。
曲軸連桿系統機構運動分析
??曲軸連桿機構中進行往復運動,受力條件比較復雜,也是熱、機械負荷最高的部件,因而也是整個發動機分析中最為迫切的部件。在曲軸的工作過程中,疲勞失 效是其主要失效原因,因此對曲軸的疲勞性能研究也是起CAE分析的一個主要內容。Abaqus獨特的CONNECTOR單元可以模擬復雜的機構運動。部件 可以是剛體也可以是變形體,因此可以進行相關的柔體運動學、運動學仿真。
連桿強度分析
??連桿強度的校核是連桿設計的主要內容,同時,連桿的強度分析中設計螺栓預緊,軸瓦過盈,氣缸爆發壓力、慣性載荷等等大量非線性和多工況分析內容。 Abaqus獨特的螺栓預緊、過盈模擬等功能保證分析結果可以計算預緊應力、校核以及軸瓦接觸壓力、相對變形量等,為連桿強度校核提供準確依據。
曲軸應力分析、子模型分析
??曲軸承受復雜的交變載荷作用,其與曲軸孔的相互作用將導致曲軸孔的變形,這將對曲軸的潤滑和使用壽命產生影響,因此曲軸的變形分析成為發動機CAE分 析中的主要內容。使用Abaqus提供的子模型分析功能,可以精確分析曲軸的局部應力。Abaqus提供的CONTACT PAIR、TIE等多種接觸類型,以及足夠多的接觸參數,可以成功處理此類大規模模型的負責接觸問題。
活塞各工況應力分析
??活塞裝配件由活塞和活塞銷組成,發動機活塞工作環境惡劣,在承受較大熱負荷的同時還承受包括燃氣壓力、慣性力、側壓力的機械負荷。借助Abaqus強 大的非線性分析功能,可以準確的分析得到各種工況機器組合下活塞的溫度和應力分布。Abaqus6.11提供溫度載荷邊界條件的映射功能,可能很方便的輸 入溫度、對流換熱系數等邊界條件。
對于汽車排氣系統而言,通常由兩部分組成:熱端與冷端。其中熱端主要由渦輪增壓器、歧管以及三元催化器等組成;冷端主要由消音器、排氣管以及一些吊 鉤、支撐懸掛等組成。熱端部分緊連著發動機,其溫度通常都能達到850度左右,溫度對于材料的力學性能會產生很大影響,因此溫度對于汽車排氣管熱端的振動 耐久性能的影響不可忽略。進排氣系統設計是決定發動機性能的關鍵指標,需要進行相應的強度,剛度,熱應力,模態等校核。
消音器聲固耦合分析
??進排氣系統是汽車噪聲的重要來源,采用Abaqus完全或順序聲固耦合分析,可以得到其中的聲壓分析,為發動機的降噪設計提供依據。
缸蓋聲輻射分析
??在汽車工業中。汽車引擎蓋的振動是導致聲波輻射的重要原因。而在這些引擎蓋中,閥蓋由于其面積較大,且厚度相對較薄,所以被一致認為是主要的噪音貢獻者。因此跟結構分析相結合下的,對閥蓋的聲學分析已經成為設計流程中的一個重要的環節。
機體模態分析
??對集體進行模態分析的目的,是為了求解體的固有頻率,以決定柴油機在標定工況下工作時,是否會引起共振,同事通過試驗模態分析所得到的振型和有限元模 態分析所得到的振型相比較,判斷有限元模型的正確與否。然后可以利用模型進行動態特性優化,動力響應分析,結構表面噪聲預測以及低噪聲設計等進一步工作。
發動機整機結構計算
??發動機模型規模較大,接觸對較多,通常包含螺栓載荷、過盈裝配等工況。Abaqus強大的接觸非線性分析功能非常適合發動機的大規模的接觸分析。 Abaqus可以支持高達幾百個CPU的并行計算,Abaqus6.11版本引入了顯卡GPU并行計算的新功能,非常顯著的提高諸如發動機等大規模模型的 計算速度。
缸體缸蓋熱力耦合分析
??氣缸蓋是發動機中結構最復雜、機械載荷和熱負荷的零件之一。在柴油機運行過程中經常暴露出種種問題,例如在與火焰接觸的底板鼻梁區出現裂紋是最常見的 缺陷,因為該區域要承受高溫和高壓的作用,受力狀態非常苛刻。同時,Abaqus具有順序耦合、完全耦合等多種熱固耦和分析功能??梢杂嬎愠鰴C械負載和熱 負在雙重作用下集體的變形與應力分布。為發動機的機體及冷卻系、潤滑系的設計體統相關的依據。
發動機墊片密封分析
??墊片在發動機缸體與缸蓋之間,進氣管,排氣管,進排氣閥門和油底殼上都有使用,用來防止“三漏”,提高發動機壽命。墊片通常由多層材料組成,厚度方向 幾何尺寸較小,截面形狀復雜,表現為強烈的材料非線性、復雜的卸載行為和高溫蠕變。Abaqus提供專門的墊片單元,用加卸載試驗曲線來描述墊片材料的力 學行為,簡單方便計算效率高。
凸輪軸系統密封分析
??發動機凸輪軸組件在運行狀態下,必須要有足夠的機油潤滑,同時還要保證在長時間工作狀態下沒有過量的機油消耗。所以,必須保證發動機的機油不能泄漏,其關鍵在于保證發動機的各個油封裝置都能達到密封要求。