了解了预测缸盖低周疲劳问题的理(lǐ)论依据，下面的任務(wù)就是如何通过一些途径，对其值进行计算。本研究主要采用(yòng)有(yǒu)限元的方法对其温度场和应力场进行模拟。图1為(wèi)整个分(fēn)析的计算流程。

一、传热分(fēn)析

首先需要通过CFD软件计算发动机缸内燃烧和水套的传热边界。因為(wèi)只有(yǒu)知道热源和冷却源才能(néng)计算出发动机缸體(tǐ)和缸盖的温度场分(fēn)布。温度场计算边界如图2、图3所示。

将温度场边界加载到整机有(yǒu)限元模型中进行温度分(fēn)布计算。在温度场的计算过程中，由于水套的某些區(qū)域会出现沸腾现象，而传热系数会随着沸腾现象的强弱发生改变，所以在计算迭代的过程中需要加入一个子程序参与迭代。该子程序的功能(néng)是用(yòng)于增加由于沸腾效应存在的那份传热量。传热量算中，主要包括2种工况，一种是发动机的标定工况，另一种是发动机的怠速工况。图4為(wèi)发动机标定工况下缸盖温度场结果。

二、热应力分(fēn)析

应力场的计算结果包括装备载荷、标定工况下热载荷和怠速工况下热载荷。图5為(wèi)标定工况下缸盖应力场结果。

三、子模型与整體(tǐ)模型结果对比

由于缸盖的模型非常大，如果计算冷热冲击交变载荷工况，计算机所需要的时间会非常長(cháng)，并不适合工程计算和解决工程问题，所以在下面的分(fēn)析中引进子模型的分(fēn)析方法。将标定工况和怠速工况的温度和位移边界从整體(tǐ)模型中分(fēn)别提取出来，然后加载到子模型中，计算出子模型的温度场和应力场。图6、图7是整體(tǐ)模型和子模型的对比结果。

从图6、图7的结果中可(kě)以发现，整體(tǐ)模型和子模型的应力大小(xiǎo)和分(fēn)布完全一样。以此证明，该边界可(kě)以满足计算要求。将其边界作為(wèi)交变载荷反复作用(yòng)在子模型上进行计算，即可(kě)看到子模型上某些區(qū)域发生塑性累积和低周疲劳(见图8)。将应力结果导入到疲劳软件中，依据上述提到的Sehitogl理(lǐ)论，进行损伤值的计算。http://www.zhenghangsy.net