組合活塞有限元分析與評(píng)估.pdf

1、隨著油價(jià)的持續(xù)的增高、排放法規(guī)的更加嚴(yán)格，對(duì)內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性提出了更高的要求。然而內(nèi)燃機(jī)的不斷發(fā)展，從根本上說(shuō)是建立在主要零部件性能不斷提高和使用壽命不斷延長(zhǎng)的基礎(chǔ)上的。
　　活塞是發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵零部件之一，活塞工作的可靠性、耐久性直接關(guān)系到內(nèi)燃機(jī)的整體性能。為滿足增壓內(nèi)燃機(jī)高比功率的需求，活塞應(yīng)具有承受更高熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷的能力。熱負(fù)荷與機(jī)械負(fù)荷的綜合作用過(guò)大導(dǎo)致活塞產(chǎn)生裂紋、拉缸、咬缸以及活塞環(huán)膠結(jié)等故障，嚴(yán)重危害內(nèi)燃機(jī)的

2、耐久性和可靠性。因此，對(duì)活塞的溫度場(chǎng)、熱負(fù)荷、機(jī)械負(fù)荷及熱負(fù)荷與機(jī)械負(fù)荷共同作用的耦合應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行有限元分析，了解其熱負(fù)荷與應(yīng)力分布情況，對(duì)提高其工作可靠性具有重要意義。對(duì)活塞進(jìn)行瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析，能夠更好的了解內(nèi)燃機(jī)在整個(gè)工作循環(huán)中活塞的動(dòng)態(tài)特性，為活塞的疲勞壽命分析提供理論依據(jù)，對(duì)提高其使用壽命有重要的意義。本論文所進(jìn)行的主要工作如下:
　?。?）活塞的熱負(fù)荷、機(jī)械負(fù)荷邊界條件的確定。查找相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)活塞進(jìn)行受力分析，確定了活塞有

3、限元分析的邊界條件；
　?。?）活塞高精度有限元模型的建立。通過(guò)對(duì)不同局部網(wǎng)格細(xì)化的有限元模型進(jìn)行溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)分析，確定了高精度的耦合計(jì)算模型；
　　（3）活塞的穩(wěn)態(tài)熱分析。將溫度和換熱系數(shù)按照第三類邊界條件予以施加，計(jì)算得到了活塞的穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)；
　?。?）活塞的熱負(fù)荷與機(jī)械負(fù)荷耦合分析。以最大爆發(fā)壓力時(shí)刻活塞的所受燃?xì)鈮毫蛻T性力為機(jī)械負(fù)荷邊界條件，進(jìn)行活塞的強(qiáng)度分析；采用間接耦合法，將溫度場(chǎng)分布和機(jī)械負(fù)荷作為邊界