到了1978年,我国在该领域又向前迈出了重要一步,科研人员开始对高温低周疲劳与时间的关系、高低周复合疲劳展开研究,同时利用在实验方法、测试技术方面的最新探索对蠕变裂纹等情况展开了深入的研究,在理论研究的同时,注意与实践的结合,注重其在工程领域的应用,整体水平接近国际领先[6]。
2002年,陈飞等人探讨了三维状态下金属材料的高温低周性能,通过实验校核,得出了该金属材料的疲劳寿命[7]。
2008年,杨应等人对重型卡车柴油机的活塞疲劳寿命展开研究,着重指出了其对实际工程运用中的指导作用[8]。
2009年,毛金龙对某四缸柴油发动机的缸盖鼻梁区进行了强度校核,并提出了改进意见,计算了其疲劳寿命[9]。
2010年,陈泽忠等将理论雨流计数法运用到柴油机重要零部件的疲劳分析上,着重对其气缸盖进行了分析,同时进行疲劳试验对分析结果进行验证[10]。
2013年,高岚采用数值分析法对压缩天然气发动机中的活塞进行了强度校核与疲劳可靠性分析[11]。
由于欧美国家较早地探索有限元理论和先进的计算机技术,所以他们很早就开始使用有限元分析法对内燃机进行设计工作,随着计算硬件性能的快速发展,大型通用有限元软件也迅速发展,其在汽车、轮船设计开发领域发挥着非常重要的作用。当发动机处于高温低轴状态时,其应力状态就会变得非常不稳定,其曲线也呈现出复杂紊乱的变化关系。当在材料表面施加非线性载荷时,材料的结构关系也变的复杂起来。在高温多轴疲劳模拟分析中,分析模型大致可分为:连续损伤模型、积累损伤模型。其中积累损伤模型将蠕变损伤和疲劳损伤当成两类不同损伤模型进行分析;连续损伤是在拉卜懦夫损伤的基础上研究得来,它不区分蠕变损伤和疲劳损伤。
1958年,德国人Macek。J。Divis。M进行了循环应力疲劳试验,提出了SN曲线的概念[12]。
1955年Manson和Coffin提出了Manson-Coffin关系式,这个关系式描述了塑性应变梯度与疲劳寿命之间的关系,这个式子是高温低周疲劳寿命预测和时间相关疲劳寿命预测理论的基础[13]。
2007年,Taylor。C。F等人实际装配使用的柴油机气缸盖进行了强度校核分析,在此基础上假设了膜态沸腾的方案,并对此进行了验证[14]。
2010年伊朗谢里夫理工大学的Komo和Bryzik通过应用Solidworks,应用有限元分析法对选定的气缸盖的应力和传热进行分析,以确定其关键区域和薄弱点进行开发和设计。得出最大压缩应力位于阀瓣和阀桥上的结论[15]。
传统的工业强国都较早采用计算辅助分析法对气缸盖的寿命疲劳进行分析,他们设计和开发气缸盖上拥有起步早、技术好等优势。当然,这也和发达国家对这方面的重视有关系,例如美国、德国,政府每年都投入大量的人力物力对柴油机缸盖的结构、强度进行研究,其在理论和实践中都积累了大量优秀经验。其次,这些发达国家通过整机对比和台架试验相结合,增强了理论研究对实际工程的指导作用。通过不断地迭代优化,发达国家的柴油机质量不断提升。但由于发达国家对内燃机核心技术的保密,我国自产的内燃机与发达国家之间还是有很长一段差距,所以加强理论研究、通过实际应用验证理论等手段提高国产柴油机的质量。
。2国内外发展趋势
目前,国内外在柴油机整体耦合的研究刚刚起步。但是,随着涉及柴油机整体的学科之间的理论数值计算研究的快速进步对柴油机进行多学科耦合性能的研究也会不断地深入进展。所以说,基于柴油机的综合耦合性能的研究是近几年柴油机研究的一个重要方向。将柴油机传热综合耦合研究应用在气缸盖结构、流体动力学的分析中是近几年来柴油机热研究的一个大方向。