镁合金汽车发动机缸盖有限元分析.pdf

第10期
杌械设计与制造
2010年10月
Machinery Design Manufacture
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
余熳烨林颖
(华南理工大学机械与汽车工程学院,广州510640)
Finite element analyze of magnesium alloy automobile engine cylinder cover
YU Man-ye, LIN Ying
School of Mechanical &Automobile Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510641, C
Ina
ー本ャ-++-+い+ー++?いャー中?++ーー十+?++?+++ーーーー
【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十
高。在汽车发动机缸盖的设计开发中,应用有限元分析其结枃强度、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。研究有效地短了设计周期,减少了反复试验和经验判断的误差,为拍广
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 A long with the continuous reguest to a faster and lighter vehicle, the requirement on po-:
er, volume and weight of its engine are also enhanced. FE analysis technology is used to analyze the strength t
and rigidity at design and development of cylinder cower. During the whole research activities, the primary- i
designed cylinder cower geometrie model uus used lo cnab ze the staic strength of the ylinder couer uith i
t adwanced FE analysis technology Mode andy sis completely simulate the inhere frequencies and vibration
lpe of the cylinder cover under the free and restricted condition in the computer, and aso caculate ou the y
results, werified the feasibility and reliability of structure of the cylinder couer. Due to the successful re- t
search of this tash, the design time has been shortened effectively and error at repeated tests and judgment i
by experience has also been reduced It's an important demonstration for the application of FE analysis
technology in the enterprise and at the future development of products
Key words Cylinder cover; FEM; Static intensity analysis; Modal analysis
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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网适
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,故材料选パA791D。
程塑料,而且常规镁合金比铝合金轻(30~50)%,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x宽度x高度,mm)为:487X226×1465。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1004142m,:按AZ91D的密度为1.1g"cm2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5mm的细小油道孔和螺栓孔,其余螺栓
镁合金乐铸缸盖属于镁合金薄壁压铸件,其理想是壁厚均孔用圆孔代替,忽略缸盖上的铸造圆角及倒角,简化或忽略缸盖
匀、避免过高和直长的筋槽,尽量采用圆弧过渡,以改善充型特内部横隔板上的加强筋、凹槽,从而得到简化后的实体几何模型
来稿日期:2010-01-12*基金项目:广东省粤港关键重点突破招标项目资助(2006A15103001)
改进后的对中机构采用液压驱动,具有将钢带自动对中功能,并3华楚生等,机械制造技术基础.重庆;重庆大学出版社,2003(7)
利用反馈装置来突现对中过程完成后,机构自动退后原处等待下4刘鸿文材料力学北京:高等教育出版社,20040
5吴宗泽主编.机械零件设计手册北京:机械工业出版社,2003(11)
次对中的开始,从而实现对中过程的自动化。该对中装置结构6数字化手册系列(软件版)编写委员会主编机械设计手册(软件版)R20
简单、成本低廉、运行稳定,实现了镀锌生产线连续作业的自动对北京:机械工业出版社,2004
中要求,从而减轻了工人的劳动强度,提高了劳动生产率。
7机械控制系统设计中国机械工程学会,中国机械设计大典编委会.中国
机械设计大典(第3卷)南昌:江西科学技术出版社,2002(1)
参考文献
何存兴,张铁华液压传动与气压传动[M.武汉:华中科技大学出版社,
1濮良贵等机械设计北京:高等教育出版社,2001
2000
2王昆等机械设计、机械设计基础课程设计北京:高等教育出版社,19%9官忠范主编液压传动系统M北京:机械工业出版社,1981