基于格点型有限体积法的活塞高周疲劳分析

针对柴油机活塞高周疲劳问题，基于格点型有限体积方法(CV-FVM)建立高周疲劳数值模型，并采用C++开发求解程序。使用该程序计算矩形孔板的最大等效应力和疲劳寿命，并与有限元法计算值及其他文献的研究结果进行对比，验证了本文模型的正确性。利用该数值模型进行燃气压力作用下某活塞的高周疲劳性能分析，其结果与有限元法的计算结果相一致。分析表明，在机械载荷作用下，活塞的von Mises等效应力与疲劳寿命成反比，最小疲劳寿命出现在活塞销孔上表面内侧，与最大等效应力所处区域一致，因此预测活塞高周疲劳寿命时要重点关注销孔位置的应力情况。