分会场

内燃机碳中和与排放控制

摘要

随着船用柴油机向高强度、大功率方向发展，活塞作为柴油机的核心部件，其承受的热负荷和机械负荷也在不断提高。以某船用柴油机活塞为研究对象，对其进行温度场和热机耦合应力场分析。然后在高周疲劳分析理论的基础上，对活塞的疲劳强度进行评估。首先，结合仿真发现危险部位位于内腔上侧圆角过渡处和活塞顶面中心区域，该位置主要由于应力幅值过大而导致安全系数过低。其次，针对危险部位，进行结构改进，包括改变活塞支撑筋的位置、销孔顶部支撑结构厚度和内腔上侧圆角过渡处的大小。最后，考虑到油腔结构改变对冷却效果的影响，对泄油道结构做出了调整。结果表明，将活塞支撑筋移动到销座1/2处的位置，且相应地增大销孔顶部支撑结构厚度和支撑筋与内腔顶面的圆角过渡处，能够有效提升活塞顶面的承载能力，减小危险部位的应力幅值，安全系数得到了极大提升。改进后的活塞满足设计要求，可为今后船用柴油机活塞结构设计提供参考。

关键词

船用柴油机活塞;热机耦合;高周疲劳;结构改进

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