【摘 要】
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由于柴油机气缸垫与缸盖、缸体之间的接触非线性以及材料非线性等双重非线性特性的影响,导致柴油机气缸垫的密封特性分析变得较为复杂。为了研究柴油机整机的气密性影响因素,本文对柴油机气缸垫的物理特性和缸盖螺栓预紧力对整机气密性的影响进行了研究,本课题研究主要包括以下内容:1、考虑气缸垫材料非线性以及密封圈与各组件之间接触非线性等双重非线性因素,建立了柴油机气缸垫的非线性静力学计算模型。利用ABAQUS计算
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由于柴油机气缸垫与缸盖、缸体之间的接触非线性以及材料非线性等双重非线性特性的影响,导致柴油机气缸垫的密封特性分析变得较为复杂。为了研究柴油机整机的气密性影响因素,本文对柴油机气缸垫的物理特性和缸盖螺栓预紧力对整机气密性的影响进行了研究,本课题研究主要包括以下内容:1、考虑气缸垫材料非线性以及密封圈与各组件之间接触非线性等双重非线性因素,建立了柴油机气缸垫的非线性静力学计算模型。利用ABAQUS计算柴油机缸垫接触压力值,使用Gasket单元模拟柴油机缸垫在装配载荷、变温载荷和气体爆压载荷下的缸垫压力变化特性。2、基于有限元非线性接触分析理论,评估D13型柴油机气缸垫的密封性能是否满足密封要求,研究密封圈的高度对柴油机整机气、水、油的密封性影响,得到结论:柴油机整机气密性随密封圈高度增加而增加。3、考虑缸盖螺栓模型、拧紧力矩大小及其松弛效应对气、水、油密封压力的影响。研究不同缸盖螺栓模型,包括Tie模型、摩擦接触模型对整机密封性能影响:Tie接触模型下的接触压力比摩擦模型大约3～5%;同时保证缸盖螺栓孔处结构强度的要求下,进行缸盖螺栓预紧力匹配研究,得到了满足整机气密性要求的螺栓预紧力优选范围:148～158KN;当预紧力力从148KN提升至158KN时,密封圈接触压力变化为:预紧工况增加7.5%,变温工况增加9.5%,最大爆压工况增加10.6%。4、考虑柴油机缸盖螺栓预紧力衰减的影响,本文设计了薄膜试验多种方案,拟验证文中通过仿真方法所得出的关键因子（密封圈高度和缸盖螺栓预紧力大小）对缸垫密封特性的影响规律,从而说明柴油机缸垫的有限元仿真模型的准确性。
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