基于SolidWorks-ANSYS的喷油嘴毛刺仿真研究

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在发动机零部件机械加工中,往往会产生毛刺,毛刺的存在会影响发动机关键零部件的精度及性能。喷油嘴是发动机的重要零件,其加工质量要求很高。喷油嘴毛刺存在时,喷孔不但流量减小,而且喷雾形状也不稳定,以致喷油不均匀,从而影响发动机工作的动力性、经济性以及排放性等性能。本文利用SolidWorks-ANSYS软件仿真研究了喷油嘴毛刺数量和分布对喷油嘴出口压力的影响。研究内容和主要结论如下:1、喷油嘴建模运用CAD软件及SolidWorks进行建模。根据喷油嘴实际尺寸,运用CAD进行喷油嘴二维模型建立;建立无毛刺理想化喷油嘴三维模型;建立带有六个毛刺的油嘴头部和根部模型;建立带有八个毛刺的油嘴头部和根部模型;建立带有十二个毛刺的油嘴头部和根部模型。2、仿真计算运用WorkBench平台下的Fluent模块,导入CAD软件建立的各种模型进行仿真计算。具体内容包括:1)模型导入和网格划分。将模型直接导入Fluent,对其进行最小单位确定,然后生成。网格划分有必要时将四面体网格转化为多面体,主要采用四面体划分。2)设置操作环境和边界条件。在Fluent数据中找到模拟的流体为fuel-liquid,其特性、粘度等跟柴油相近。选择压力出入口条件,其余为wall,不进行设置。3)设置求解方法和求解参数。本文选择流体力学中K-ξ模型进行计算。迭代次数都设置为500次。4)将导入的各个模型分别进行仿真Solution处理。通过仿真得出相应的压力分布图跟流线分布图,从而计算得到压力最大值跟平均出口压力值。依据仿真计算结果,随着喷嘴出口毛刺数量的增加,喷油压力是减小的,毛刺数量跟喷油减小量不成线性关系;喷油嘴根部毛刺比头部毛刺对喷油量的影响更大。
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