[发明专利]一种对低速柴油机气缸套进行形状优化的方法

权利要求书

1.一种对低速柴油机气缸套进行形状优化的方法，其特征在于，该 方法包括如下详细步骤：

①对现有的低速柴油机气缸套的特征参数和特性抽取，将气缸套的 关键尺寸参数化，建立气缸套的三维原始模型；

②将步骤①所述的三维原始模型转化为有限元分析模型，对缸套不 同部位的壁厚参数化；

③对缸套内的活塞组进行运动学分析，确定缸套受到的活塞冲击 力；

④将步骤③中得到的活塞冲击力施加于气缸套，并对气缸套进行以 气缸套构成材料的许用应力为约束条件，缸套的厚度作为参数变量的有 限元分析；

⑤优化气缸套的壁厚，并对优化壁厚后的气缸套进行有限元分析， 检查应力结果；

⑥保存气缸套的优化结果，并将该结果反馈给原始模型。

2.根据权利要求1所述的一种对低速柴油机气缸套进行形状优化的 方法，其特征在于，所述步骤③中气缸套所受到的冲击力的计算过程是：

位移：x=R[(1-cosα)+λ4(1-cos2α)]]]>

速度：v=Rω(sinα+λ2sin2α)]]>

加速度：a＝Rω²(cosα+cos2α)

P_N＝Ptanβ

P＝P_g+P_j

P_j＝-m_ja    

β＝sin^-1(λsinα)

λ＝R/l

α＝ωt

式中，P_j-往复惯性力；P_g-气体压力；P-总作用力；P_N-活塞作用 于气缸套的力；m_j-作往复运动的活塞组件的总质量；l-连杆长度；R- 曲柄半径；α曲轴转角；ω-曲轴旋转角速度；β-连杆摆角；λ-曲柄半 径与连杆长度之比；t-时间；求得气缸套受到活塞的拍击压力。

3.根据权利要求1所述的一种对低速柴油机气缸套进行形状优化的 方法，其特征在于，所述步骤⑤中检查应力结果是采用：以修正后的气 缸套结构再次进行有限元分析，查看所得到的应力值是否在材料许用应 力值的90％±2％范围内，若是则停止优化，否则继续优化。

4.根据权利要求1所述的一种对低速柴油机气缸套进行形状优化的 方法，其特征在于，建立气缸套的三维原始模型采用CAD软件，建立限 元分析模型采用CAE软件。