組合活塞有限元分析與評估.pdf

1、隨著油價的持續(xù)的增高、排放法規(guī)的更加嚴格，對內(nèi)燃機的動力性和經(jīng)濟性提出了更高的要求。然而內(nèi)燃機的不斷發(fā)展，從根本上說是建立在主要零部件性能不斷提高和使用壽命不斷延長的基礎上的。
　　活塞是發(fā)動機的關鍵零部件之一，活塞工作的可靠性、耐久性直接關系到內(nèi)燃機的整體性能。為滿足增壓內(nèi)燃機高比功率的需求，活塞應具有承受更高熱負荷和機械負荷的能力。熱負荷與機械負荷的綜合作用過大導致活塞產(chǎn)生裂紋、拉缸、咬缸以及活塞環(huán)膠結等故障，嚴重危害內(nèi)燃機的

2、耐久性和可靠性。因此，對活塞的溫度場、熱負荷、機械負荷及熱負荷與機械負荷共同作用的耦合應力場進行有限元分析，了解其熱負荷與應力分布情況，對提高其工作可靠性具有重要意義。對活塞進行瞬態(tài)動力學分析，能夠更好的了解內(nèi)燃機在整個工作循環(huán)中活塞的動態(tài)特性，為活塞的疲勞壽命分析提供理論依據(jù)，對提高其使用壽命有重要的意義。本論文所進行的主要工作如下:
　?。?）活塞的熱負荷、機械負荷邊界條件的確定。查找相關文獻，對活塞進行受力分析，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。通過對不同局部網(wǎng)格細化的有限元模型進行溫度場和應力場分析，確定了高精度的耦合計算模型；
　?。?）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，計算得到了活塞的穩(wěn)態(tài)溫度場；
　?。?）活塞的熱負荷與機械負荷耦合分析。以最大爆發(fā)壓力時刻活塞的所受燃氣壓力和慣性力為機械負荷邊界條件，進行活塞的強度分析；采用間接耦合法，將溫度場分布和機械負荷作為邊界