工程实际中的强度问题,可归结为考虑限制结构承载能力的各种因素,包括:塑性变形引起的零件形状的显著变化、载荷超过额定值时材料的破坏和结构稳定性的丧失等。材料在高温下的应力状况更加复杂,温差应力和机械应力的耦合作用,对设备的强度造成巨大的影响,因此,分析结构在高温下的强度问题具有重要意义。 随着计算机技术的不断发展,有限元分析已经成为解决复杂工程计算问题的常规手段:有限元分析为了适应工程设计、科研对计算精度要求不断提高的需要,已经从求解线性问题发展到求解非线性问题。在内燃机行业迅速发展的今天,仅仅应用有限元的线性理论来解决内燃机复杂的受力状况,已经远远不能满足要求。 本作者采用非线性接触分析方法对柴油机气缸盖、气缸垫、机体组装在一起进行了热—机械耦合的结构强度计算分析并对其计算方法进行了探讨。用Pro/Engineer软件对气缸盖、气缸垫、机体进行了实体建模;为提高计算精度,适应非线性接触计算分析的要求,再用用Hyper Works软件对建立的实体模型进行了六面体网格划分;最后用功能强大的FEA软件ANSYS对组装件进行了温度场、热—机械耦合应力场的非线性接触计算;同时取缸盖的单缸为计算模型,并对其进行了温度场、热—机械耦合应力场的线性计算;并对对线性计算的结果和非线性的计算的结果进行了比较。其中对缸盖—气缸垫—机体整体进行接触分析为本文的创新。通过对组装件温度场、热—机械耦合应力场计算结果的分析,得出结果与实际情况基本吻合,从而为结构设计和改进提供了有价值的参考依据。