一种基于有限元分析的缸盖罩垫片密封检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于有限元分析的缸盖罩垫片密封检测方法，包括步骤：S1、建立缸盖工件模型、缸盖罩盖工件模型、缸盖罩垫片工件模型以及螺栓工件模型；S2、对全部工件模型进行有限元网格划分，并对缸盖罩垫片工件模型进行应力应变属性的加载；S3、将上述有限元网格划分后的全部工件模型以及加载应力应变属性后的缸盖罩垫片工件模型进行装配并根据实际工况施加模拟载荷；S4、根据模拟载荷计算得出缸盖罩垫片工件模型的静载接触压力以及动载接触压力，并依据静载接触压力和动载接触压力评价缸盖罩垫片工件模型是否满足密封要求。上述检测方法，能够对缸盖罩垫片进行预先模拟分析，从而减小了样件的研发周期，降低了研发费用。

A gasket seal detection method for cylinder cover based on finite element analysis

The invention discloses a cylinder head based on finite element analysis of cover gasket leakage detecting method comprises the following steps: S1, a cylinder head, cylinder cover model workpiece workpiece model, cylinder head cover gasket and bolt the workpiece workpiece model model; S2, finite element mesh of all workpiece model, and the cylinder head cover gasket workpiece model should be stress and strain properties of the S3, the loading; finite element mesh after all workpiece model and loading stress and strain properties after the cylinder head should cover gasket assembly and workpiece model is applied to simulate the load according to the actual conditions; S4, according to the simulated load calculated model of cylinder head cover gasket workpiece static contact pressure and dynamic contact according to pressure, static pressure and dynamic contact load evaluation of contact pressure of cylinder head cover gasket workpiece model whether meet the requirements of the seal. The above detection method can be used to simulate and analyze the cylinder cover gasket in advance, thus reducing the research and development cycle of the sample and reducing the cost of research and development.

【技术实现步骤摘要】
一种基于有限元分析的缸盖罩垫片密封检测方法
本专利技术涉及车辆发动机
，特别涉及一种基于有限元分析的缸盖罩垫片密封检测方法。
技术介绍
众所周知，发动机密封性是评价发动机品质的重要指标之一，良好的密封一直是发动机整机可靠性的重要保障。缸盖罩盖垫片主要作用是起密封作用，保障润滑油不泄露。而缸盖罩盖垫片的强度以及密封性能的好坏直接影响发动机工作的安全性和可靠性；因此，缸盖罩盖垫片是发动机重要的密封件。针对缸盖罩垫片的检测方式，目前多采用面压试验方法，即将缸盖、缸盖罩盖、缸盖罩盖垫片、螺栓等零部件进行装配，通过试验方法测量垫片面压，从而评价垫片密封性。然而通过上述面压试验方法测量缸盖罩垫片的面压，从而评价垫片密封性，为了实现这一过程往往需要事先做出垫片样件，这样即延长了研发周期也增加了研发费用，并且面压试验只能对装配下的静面压进行评价，而对发动机工作情况下动载的面压载荷无法评价。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于有限元分析的缸盖罩垫片密封检测方法，该方法可以解决无法检测动载情况下缸盖罩垫片密封性能的问题。为实现上述目的，本专利技术提供一种基于有限元分析的缸盖罩垫片密封检测方法，包括步骤：S1、针对缸盖、缸盖罩盖、缸盖罩垫片和螺栓分别建立缸盖工件模型、缸盖罩盖工件模型、缸盖罩垫片工件模型以及螺栓工件模型；S2、对全部所述工件模型进行有限元网格划分，并对所述缸盖罩垫片工件模型进行应力应变属性的加载；S3、将上述有限元网格划分后的全部所述工件模型以及加载应力应变属性后的所述缸盖罩垫片工件模型进行装配并根据实际工况施加模拟载荷；S4、根据所述模拟载荷计算得出所述缸盖罩垫片工件模型的静载接触压力以及动载接触压力，并依据所述静载接触压力和所述动载接触压力评价所述缸盖罩垫片工件模型是否满足密封要求。优选地，在所述步骤S2中，对全部所述工件模型进行有限元网格划分的方式包括：对所述缸盖工件模型、所述缸盖罩盖工件模型以及所述螺栓工件模型划分为二阶四面体单元，对所述缸盖罩垫片工件模型的加强筋划分为一阶六面体单元。优选地，在所述步骤S2中，对所述缸盖罩垫片工件模型进行应力应变属性的加载的方式具体为：将应力应变属性加载至所述缸盖罩垫片工件模型的加强筋上。优选地，在所述步骤S3中，对根据实际工况施加模拟载荷的方式包括：对所述螺栓工件模型施加装配静载荷，还包括对所述缸盖工件模型和所述缸盖罩盖工件模型施加工作工况下的凸轮轴动载荷。优选地，在所述步骤S3中，对所述螺栓工件模型施加装配静载荷具体为：对所述螺栓工件模型施加最小的螺栓载荷力。优选地，在所述步骤S3中，所述工作工况下的凸轮轴动载荷具体为：对应发动机工作状态以及发火顺序对各缸凸轮轴所施加的工作载荷力。优选地，在所述步骤S4中，根据所述模拟载荷计算得出所述缸盖罩垫片工件模型的静载接触压力以及动载接触压力的方式包括：根据所述装配静载荷计算得出所述缸盖罩垫片工件模型的静载接触压力，以及根据所述工作工况下的凸轮轴动载荷计算得出所述缸盖罩垫片工件模型的动载接触压力。优选地，依据所述静载接触压力和所述动载接触压力评价所述缸盖罩垫片工件模型是否满足密封要求的方式包括：当所述静载接触压力和所述动载接触压力均大于0Mp时，则所述缸盖罩垫片工件模型满足密封要求。优选地，所述缸盖罩垫片工件模型具体为直列四缸发动机、直列六缸发动机或者是V形六缸发动机的缸盖罩垫片工件模型。相对于上述
技术介绍
，本专利技术所提供的基于有限元分析的缸盖罩垫片密封检测方法，主要包括四个步骤，在步骤S1中，针对缸盖、缸盖罩盖、缸盖罩垫片和螺栓分别建立缸盖工件模型、缸盖罩盖工件模型、缸盖罩垫片工件模型以及螺栓工件模型；在步骤S2中，对上述四个建立后的工件模型进行有限元网格划分，并对缸盖罩垫片工件模型加载应力应变属性；在步骤S3中，将上述有限元网格划分后的全部工件模型以及加载完成应力应变属性后的缸盖罩垫片工件模型进行装配，并将上述四者根据实际工况施加模拟载荷；在步骤S4中，根据模拟载荷计算得出缸盖罩垫片工件模型的静载接触压力和动载接触压力，并依据计算得出的静载接触压力和动载接触压力评价缸盖罩垫片工件模型是否满足密封要求。本专利技术所提供的基于有限元分析的缸盖罩垫片密封检测方法，首先，可以通过三维仿真软件进行模型搭建工作，即建立缸盖工件模型、缸盖罩盖工件模型、缸盖罩垫片工件模型以及螺栓工件模型四个主要工件模型；其次，针对上述四个工件模型，可以在有限元仿真软件中进行有限元网格划分；并且由于缸盖罩垫片为非线性属性，因此可以预先得出缸盖罩垫片工件模型的应力应变属性曲线图，并在有限元仿真软件中将应力应变属性加载至缸盖罩垫片工件模型中；也就是说，缸盖罩垫片工件模型的应力应变属性曲线图具体为缸盖罩垫片工件模型的压缩量与线压之间的曲线；并且将应力应变属性曲线在有限元仿真软件中加载至缸盖罩垫片工件模型上；然后，针对已进行有限元网格划分之后的四个工件模型以及已经加载应力应变属性曲线的缸盖罩垫片工件模型施加模拟载荷，利用有限元仿真软件计算得出缸盖罩垫片工件模型的静载接触压力和动载接触压力；最后，根据计算得出的静载接触压力和动载接触压力分别评价缸盖罩垫片工件模型的密封是否可靠。也就是说，通过计算得出的静载接触压力可以得出缸盖罩垫片工件模型在静载下的受力情况，即缸盖罩垫片工件模型仅仅在装配力之下的受力情况；而计算得出的动载接触压力能够有效反映出缸盖罩垫片工件模型在发动力运转的情形下缸盖罩垫片工件模型的受力情况，从而评价缸盖罩垫片工件模型的密封是否可靠。采用上述方法，能够对缸盖罩垫片进行预先模拟分析，从而减小了样件的研发周期，降低了研发费用，并且通过模拟计算所得出的结果判断缸盖罩垫片的密封是否符合要求，降低了因密封不当所造成的风险。附图说明图1为本专利技术实施例所提供的基于有限元分析的缸盖罩垫片密封检测方法的流程图；图2为图1中缸盖罩垫片工件模型的应力应变属性曲线示意图；图3为图1中各个工件模型有限元网格划分后的示意图；图4为图1中各缸吸气凸轮的动载荷示意图；图5为图1中各缸排气凸轮的动载荷示意图；图6为图1中缸盖罩垫片工件模型的加强筋的结构示意图。其中：1-缸盖工件模型、2-缸盖罩盖工件模型、3-缸盖罩垫片工件模型、4-螺栓工件模型。具体实施方式本专利技术的核心是提供一种基于有限元分析的缸盖罩垫片密封检测方法，该方法可以检测在动态载荷下缸盖罩垫片的密封可靠性。为了使本
的技术人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。请参考图1至图6，图1为本专利技术实施例所提供的基于有限元分析的缸盖罩垫片密封检测方法的流程图；图2为图1中缸盖罩垫片工件模型的应力应变属性曲线示意图；图3为图1中各个工件模型有限元网格划分后的示意图；图4为图1中各缸吸气凸轮的动载荷示意图；图5为图1中各缸排气凸轮的动载荷示意图；图6为图1中缸盖罩垫片工件模型的加强筋的结构示意图。本专利技术提供的基于有限元分析的缸盖罩垫片密封检测方法，主要包括四个步骤，如说明书附图1所示。步骤S1为，针对缸盖、缸盖罩盖、缸盖罩垫片和螺栓分别建立缸盖工件模型1、缸盖罩盖工件模型2、缸盖罩垫片工件模型3和螺栓工件模型4；具体来说，可以利用三维制图软件根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于有限元分析的缸盖罩垫片密封检测方法，其特征在于，包括步骤：S1、针对缸盖、缸盖罩盖、缸盖罩垫片和螺栓分别建立缸盖工件模型(1)、缸盖罩盖工件模型(2)、缸盖罩垫片工件模型(3)以及螺栓工件模型(4)；S2、对全部所述工件模型进行有限元网格划分，并对所述缸盖罩垫片工件模型(2)进行应力应变属性的加载；S3、将上述有限元网格划分后的全部所述工件模型以及加载应力应变属性后的所述缸盖罩垫片工件模型(3)进行装配并根据实际工况施加模拟载荷；S4、根据所述模拟载荷计算得出所述缸盖罩垫片工件模型(3)的静载接触压力以及动载接触压力，并依据所述静载接触压力和所述动载接触压力评价所述缸盖罩垫片工件模型(3)是否满足密封要求。

【技术特征摘要】
1.一种基于有限元分析的缸盖罩垫片密封检测方法，其特征在于，包括步骤：S1、针对缸盖、缸盖罩盖、缸盖罩垫片和螺栓分别建立缸盖工件模型(1)、缸盖罩盖工件模型(2)、缸盖罩垫片工件模型(3)以及螺栓工件模型(4)；S2、对全部所述工件模型进行有限元网格划分，并对所述缸盖罩垫片工件模型(2)进行应力应变属性的加载；S3、将上述有限元网格划分后的全部所述工件模型以及加载应力应变属性后的所述缸盖罩垫片工件模型(3)进行装配并根据实际工况施加模拟载荷；S4、根据所述模拟载荷计算得出所述缸盖罩垫片工件模型(3)的静载接触压力以及动载接触压力，并依据所述静载接触压力和所述动载接触压力评价所述缸盖罩垫片工件模型(3)是否满足密封要求。2.根据权利要求1所述的基于有限元分析的缸盖罩垫片密封检测方法，其特征在于，在所述步骤S2中，对全部所述工件模型进行有限元网格划分的方式包括：对所述缸盖工件模型(1)、所述缸盖罩盖工件模型(2)以及所述螺栓工件模型(4)划分为二阶四面体单元，对所述缸盖罩垫片工件模型(3)的加强筋划分为一阶六面体单元。3.根据权利要求2所述的基于有限元分析的缸盖罩垫片密封检测方法，其特征在于，在所述步骤S2中，对所述缸盖罩垫片工件模型(3)进行应力应变属性的加载的方式具体为：将应力应变属性加载至所述缸盖罩垫片工件模型(3)的加强筋上。4.根据权利要求3所述的基于有限元分析的缸盖罩垫片密封检测方法，其特征在于，在所述步骤S3中，对根据实际工况施加模拟载荷的方式包括：对所述螺栓工件模型(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：冀国微，魏丕勇，明书君，
申请(专利权)人：宝沃汽车中国有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11