一种分析飞轮壳安装面密封性的方法与流程

1.本发明涉及发动机安装设计技术领域，具体涉及一种分析飞轮壳安装面密封性的方法。


背景技术：

2.动力总成在物理搭载过程中，飞轮壳是连接发动机总成与变速箱总成的中间载体，飞轮壳需要保证有足够的刚度及强度。飞轮壳与缸体后端通过螺栓进行连接，飞轮壳的安装螺栓布局需要满足合理性，如果螺栓间距过大或者接触面悬空均无法满足密封面的合理性，从而导致密封压力偏小而存在漏油的风险。
3.但是目前针对飞轮壳安装面密封性的分析方法，当计算结果不能满足接触面的密封性要求时，并不能有针性的提出改进方向和简化改进方式以减少开发时间，提高设计效率和保证设计的可靠性。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种分析飞轮壳安装面密封性的方法，在分析过程中，结合有限元分析，根据分析结果提供了很好的改进方向，即在存在漏油的风险位置添加加强筋，改变该位置处的密封面走向，增加局部位置处的密封压力，并且通过有限元分析能够选择最优的设计方案，简化改进方式以减少开发时间，提高设计效率和保证设计的可靠性。
5.为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
6.一种分析飞轮壳安装面密封性的方法，包括如下步骤：s01、构建发动机缸体和飞轮壳的装配分析模型。s02、将装配分析模型导入分析系统；s03、在分析系统中定义装配分析模型的材料属性，建立装配分析模型中各零部件之间的接触关系，并将发动机缸体上与飞轮壳安装面接触的接触面进行位移自由度约束。s04、向接触面添加沿紧固螺栓轴向的预紧力载荷，并提取接触面的接触压力。s05、将步骤s04中提取的接触压力与前期未产生漏油的标杆机型的接触压力进行对比分析，确认是否存在漏油风险和存在漏油风险的位置。s06、在存在漏油风险的位置设置加强筋之后重复步骤s01～s05。
7.根据本发明的分析飞轮壳安装面密封性的方法，在分析过程中，结合有限元分析，根据分析结果提供了很好的改进方向，即在存在漏油的风险位置添加加强筋，改变该位置处的密封面走向，增加局部位置处的密封压力，并且通过有限元分析能够选择最优的设计方案，简化改进方式以减少开发时间，提高设计效率和保证设计的可靠性。
8.对于上述技术方案，还可进行如下所述的进一步的改进。
9.根据本发明的分析飞轮壳安装面密封性的方法，在一个优选的实施方式中，在步骤s03中，材料属性包括材料的密度、弹性模量和泊松比。
10.具体地，在一个优选的实施方式中，在步骤s03中，约束接触面在纵向、横向和竖直方向三个方向上的位移自由度。
11.具体地，在一个优选的实施方式中，存在漏油风险的位置位于发动机缸体和飞轮壳上靠近顶端的拐角处。
12.由于发动机缸体后端与飞轮壳之间安装面存在偏离两个螺栓中心连线的现象，即该位置的密封压力会由于该位置局部刚度小而导致密封失效。
13.进一步地，在一个优选的实施方式中，加强筋沿发动机缸体和飞轮壳上相邻两个安装孔的轴线之间的连线方向布置。
14.在发动机缸体与飞轮壳之间接触面存在偏离螺栓中心连线的位置，添加相应的加强筋，提高零部件接触面局部位置的刚度，改变该位置处的密封面走向，增加局部位置处的密封压力，确保该接触面之间的密封压力大于其它位置未漏油的设计参考值，避免漏油的风险。
15.具体地，在一个优选的实施方式中，加强筋具有与发动机缸体和飞轮壳上的密封面形成配合的部分，并且加强筋的厚度均匀一致。
16.这种结构形式，能够确保加强筋能够有效均匀的增加零部件接触面局部位置的刚度，从而很好地改变该位置处的密封面走向，增加局部位置处的密封压力。
17.进一步地，在一个优选的实施方式中，在步骤s06中还包括调整加强筋的形状之后重复步骤s01至s05。
18.这种改进方式，能够有效简化设计方案的改进方式，并通过有限元分析选择最优的设计方案，有效提高设计的可靠性。
19.进一步地，在一个优选的实施方式中，在步骤s06中还包括调整紧固螺栓之间的间距之后重复步骤s01至s05。
20.结合零部件的刚度及加强筋的布置等因素合理调整紧固螺栓的间距，能够有效避免螺栓间距过大或者接触面悬空导致无法满足密封面的密封性，从而导致密封压力偏小而存在漏油的风险。这样进一步细化了设计改进的方式，从二进一步确保有效提高设计可靠性。
21.具体地，在一个优选的实施方式中，在步骤s01中采用pro/engineer软件构建模态分析模型。
22.采用常规的三维建模软件进行分析装配模型建模，便于常规技术开发人员操作，提高建模效率。
23.具体地，在一个优选的实施方式中，分析系统包括ansys workbench软件。
24.采用ansys workbench仿真平台，能对复杂机械系统的结构静力学、结构动力学进行分析模拟，从而确保分析结果的精确性。
25.相比现有技术，本发明的优点在于：在分析过程中，结合有限元分析，根据分析结果提供了很好的改进方向，即在存在漏油的风险位置添加加强筋，改变该位置处的密封面走向，增加局部位置处的密封压力，并且通过有限元分析能够选择最优的设计方案，简化改进方式以减少开发时间，提高设计效率和保证设计的可靠性。
附图说明
26.在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
27.图1示意性显示了本发明实施例的发动机缸体及飞轮壳的装配分体结构；
28.图2示意性显示了本发明实施例的发动机缸体的整体结构；
29.图3示意性显示了本发明实施例的飞轮壳的整体结构；
30.图4示意性显示了本发明实施例中整改前的发动机缸体与飞轮壳的接触面压力分析结果；
31.图5示意性显示了本发明实施例中整改后的发动机缸体与飞轮壳的接触面压力分析结果；
32.图6示意性显示了本发明实施例的分析飞轮壳安装面密封性的方法的流程。
33.在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
34.下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，但并不因此而限制本发明的保护范围。
35.图1示意性显示了本发明实施例的发动机缸体1及飞轮壳2的装配分体结构。图2示意性显示了本发明实施例的发动机缸体1的整体结构。图3示意性显示了本发明实施例的飞轮壳2的整体结构。图4示意性显示了本发明实施例中整改前的发动机缸体1与飞轮壳2的接触面压力分析结果。图5示意性显示了本发明实施例中整改后的发动机缸体1与飞轮壳2的接触面压力分析结果。图6示意性显示了本发明实施例的分析飞轮壳安装面密封性的方法的流程。
36.如图1至图3和图6所示，本发明实施例的分析飞轮壳安装面密封性的方法，包括如下步骤：s01、构建发动机缸体1和飞轮壳2的装配分析模型。s02、将装配分析模型导入分析系统；s03、在分析系统中定义装配分析模型的材料属性，建立装配分析模型中各零部件之间的接触关系，并将发动机缸体1上与飞轮壳2安装面接触的接触面进行位移自由度约束。s04、向接触面添加沿紧固螺栓3轴向的预紧力载荷，并提取接触面的接触压力。s05、将步骤s04中提取的接触压力与前期未产生漏油的标杆机型的接触压力进行对比分析，确认是否存在漏油风险和存在漏油风险的位置。s06、在存在漏油风险的位置设置加强筋之后重复步骤s01～s05。
37.根据本发明实施例的分析飞轮壳安装面密封性的方法，在分析过程中，结合有限元分析，根据分析结果提供了很好的改进方向，即在存在漏油的风险位置添加加强筋，改变该位置处的密封面走向，增加局部位置处的密封压力，从而避免漏油的发生，避免因失效导致机油偏少及发动机相应位置附着一层油垢，保证发动机安全有效的运行。并且通过有限元分析能够选择最优的设计方案，简化改进方式以减少开发时间，提高设计效率和保证设计的可靠性。
38.具体地，在本实施例中，在步骤s01中采用pro/engineer软件构建模态分析模型。采用常规的三维建模软件进行分析装配模型建模，便于常规技术开发人员操作，提高建模效率。具体地，在本实施例中，分析系统包括ansys workbench软件。采用ansys workbench仿真平台，能对复杂机械系统的结构静力学、结构动力学进行分析模拟，从而确保分析结果的精确性。
39.具体地，在本实施例中，在步骤s03中，材料属性包括材料的密度、弹性模量和泊松比。通过个分析模型定义真实材料的关键属性，有利于提高分析结果的精准性。具体地，在
本实施例中，在步骤s03中，约束接触面在纵向、横向和竖直方向三个方向上的位移自由度。通过约束三个方向的位移自由度，能够全方位地确保计算分析结果的精准性。
40.具体地，在本实施例中，存在漏油风险的位置位于发动机缸体1和飞轮壳2上靠近顶端的拐角处。由于发动机缸体后端与飞轮壳之间安装面存在偏离两个螺栓中心连线的现象，即该位置的密封压力会由于该位置局部刚度小而导致密封失效。进一步地，在本实施例中，加强筋沿发动机缸体1和飞轮壳2上相邻两个安装孔的轴线之间的连线方向布置。在发动机缸体与飞轮壳之间接触面存在偏离螺栓中心连线的位置，添加相应的加强筋，提高零部件接触面局部位置的刚度，改变该位置处的密封面走向，将螺栓轴向产生的压力作用在加强筋上，增加局部位置处的密封压力，确保该接触面之间的密封压力大于其它位置未漏油的设计参考值，降低了由于接触面密封压力低而造成漏油的风险。
41.将图4和图5的分析结果对比可知，通过在发动机缸体及飞轮壳上顶端拐角位置处增强加强筋后，确认拐角位置处的密封压力为5.6mpa，因此通过整改有效的提高了密封面的压力，满足设计要求。
42.具体地，在本实施例中，加强筋具有与发动机缸体1和飞轮壳2上的密封面形成配合的部分，并且加强筋的厚度均匀一致。这种结构形式，能够确保加强筋能够有效均匀的增加零部件接触面局部位置的刚度，从而很好地改变该位置处的密封面走向，增加局部位置处的密封压力。
43.如图2和图3所示，进一步地，在本实施例中，在步骤s06中还包括调整加强筋的形状之后重复步骤s01至s05。这种改进方式，能够有效简化设计方案的改进方式，并通过有限元分析选择最优的设计方案，有效提高设计的可靠性。进一步地，在本实施例中，在步骤s06中还包括调整紧固螺栓3之间的间距之后重复步骤s01至s05。结合零部件的刚度及加强筋的布置等因素合理调整紧固螺栓的间距，能够有效避免螺栓间距过大或者接触面悬空导致无法满足密封面的密封性，从而导致密封压力偏小而存在漏油的风险。这样进一步细化了设计改进的方式，从二进一步确保有效提高设计可靠性。
44.根据上述实施例，可见，本发明涉及的分析飞轮壳安装面密封性的方法，在分析过程中，结合有限元分析，根据分析结果提供了很好的改进方向，即在存在漏油的风险位置添加加强筋，改变该位置处的密封面走向，增加局部位置处的密封压力，并且通过有限元分析能够选择最优的设计方案，简化改进方式以减少开发时间，提高设计效率和保证设计的可靠性。
45.虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。