某柴油机活塞顶裙结合面微动磨损数值模拟研究

摘要

针对某柴油机活塞顶裙结合面上出现的微动磨损现象，基于活塞顶和裙部实际关键几何特征，建立活塞顶裙有限元模型，研究法向载荷与位移幅值对磨损过程和结果的影响。基于Archard磨损模型计算磨损量，利用ABAQUS软件的ALE功能和UMESHMOTION子程序模拟磨损过程，对比模拟结果与试验数据，验证数值模型的精确性和可靠性。结果显示：完全滑移条件下，位移幅值固定时，法向载荷越低(30 N),磨损深度越大；载荷越高(70 N),磨损深度减小但分布不均。法向载荷固定时，位移幅值增加会显著加剧磨损，但导致接触应力分布更不均匀，边缘应力集中加剧。综合磨损形貌及应力分析可知：位移幅值是影响磨损深度的主导因素，而法向载荷对接触应力的调控作用更显著。

关键词

活塞顶裙结合面 / 微动磨损 / Archard模型

基金资助

国家自然科学基金项目(11502218); 四川省自然科学基金项目(2022NSFSC2023)