6S50MC船用柴油机活塞头强度分析

2012-01-22，，，,

船海工程 2012年4期

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(1.大连海事大学轮机工程学院,辽宁大连 116026;2.天津海事局船员处,天津 300211;3.丹东海事局,辽宁丹东 118001;4.茂名海事局,广东茂名 525011)

活塞头在高温高压燃气的作用下产生局部应力过大现象甚至产生疲劳裂纹，这就需要在设计之初对柴油机的活塞头进行强度分析。文献[1]对四冲程柴油机的活塞进行分析，得到活塞的温度场和应力分布，并对活塞进行热负荷与机械负荷的耦合分析，得到应力及应变分布。文献[2]对柴油机活塞热负荷和机械负荷进行了更进一步的研究，利用多体动力学研究了活塞的侧推力，并在研究中考虑了侧推力对活塞强度的影响。在此基础上，以6S50MC船用柴油机的活塞头为研究对象，以热分析为基础，在ANSYS中分析活塞头在不同负荷下的强度，得出活塞头的危险区域，为后续的结构设计、性能改进以及日常的维护和管理提供帮助。

1 活塞头的三维建模

1.1 活塞头三维模型的建立和网格划分

6S50MC柴油机是MAN公司生产的缸径为500 mm的二冲程6缸超长行程凸轮控制直流扫气船用柴油机，基本参数如表1。根据柴油机的设计图纸,使用Pro/E对活塞头进行建模，然后导入ANSYS进行分析。采用ANSYS自带的智能网格划分工具，使用10节点solid 87划分网格，网格划分后的模型共包含450 lines，179 areas，239 634 elements，353 864 nodes。