某柴油机缸套的模态分析
山西中北大学机械与动力工程学院 石亦琨 苏铁熊 苗会 李坤
1 引言
气缸套作为内燃机的重要部件，不仅与缸盖、活塞、活塞环共同形成密闭的燃烧室（燃烧室是气体压缩、燃烧和膨胀的空间），而且对活塞的高速往复运动起导向作用，并与活塞环组形成内燃机中条件最恶劣的摩擦副之一，其性能的好坏对内燃机整机性能的好坏起着至关重要的作用[1-5]。
本文以某型号柴油机的缸套为研究对象，对其进行模态分析，并对其频率、振型和最大变形量进行了分析，为缸套的设计和优化提供了重要依据。
2 缸套有限元模型建立
2.1实体模型的建立
缸套采用Pro/E软件进行三维建模，为了更加准确地对缸套的结构进行分析，保留了缸套的所有细节，缸套的三维模型如图1所示。
图1 缸套三维模型
2.2有限元模型的建立
将缸套的三维实体模型导入前处理软件ANSA中，对其进行材料的设定和边界条件的施加。首先在ANSA软件中对导入的模型存在的缺陷进行修复，修复完成之后对模型进行网格划分。本文为了研究无约束和有约束状态下缸套的模态分析，在ANSA中对缸套的模型进行材料参数的设定和边界条件的施加，其中缸套采用SOLID185六面体单元，单元数为2256个。缸套的材料选用40CrMoAL，泊松比0.28，密度7720kg/m3，弹性模量20300Mpa。缸套的有限元模型如图2所示。
（1）无约束 （2）有约束
图2 缸套的有限元模型
