帕萨特活塞连杆组设计开题报告

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1、蚌埠学院本科毕业设计（论文）开题报告机械与车辆工程学院2017届2013级车辆工程班学生姓名许正保学号51301071002课题名称帕萨特活塞连杆组设计一、本课题的作用、意义，在国内外的研究现状和发展趋势，尚待研究的问题1.作用与意义发动机活塞连杆组，作为发动机工作条件最严酷的零件，它所承担的使命是最严峻和苛刻的。活塞连杆组的各部件材料的选用和结构的不同，可以使发动机的工作状态发生变化。所以，合理的选用各部件的材料以及合理的结构设计可以对减小热应力、改善工作条件和延缓机油变质都十分有利。因此，发动机活塞连杆组的合理设计会对发动机的工作效率有很明显的提高

2、，而且对于节能方面也会作出很大的贡献。 此外，我国的汽车行业从宏观上来看，产能过剩已愈发严重，对活塞市场而言已是水涨船高，普通活塞产品也是严重供大于求；其次价格战愈演愈烈，企业之间竟相压价，无序竞争，市场很不规范，导致某些活塞生产企业在惨烈的竞争中，连年大幅度亏损。我国活塞市场面临国外活塞厂商的竞争，从国外进口的活塞数额将有较大的增长。同时，目前国内活塞市场竞争很激烈，如国营企业与乡镇企业和民营企业之间的竞争。因此，所有的活塞企业，应抓住机会，针对国内外活塞市场的需求，拓展市场，以求发展。2.研究现状与发展趋势（1）国外概况及发展趋势 在国外的活塞连杆

3、组设计中，HLE、FM、KS等公司借助其先进的模拟分析技术和齐全的测试技术，形成了自己的理论开发体系以及丰富的数据库资源，根据用户提出的发动机技术参数，能迅速的设计出活塞结构(包括裙部型面)，但是对于其中的理论依据、计算方法等介绍的极少。八十年代国外有关研究有:R.MUNRO利用有限元法对柴油机活塞进行了数值分析，详细论述了有限元方法在柴油机设计中的应用，给出了温度场、热变形、机械变形以及应力场，反映了一般柴油机活塞在这方面的变化趋势。C.Singh也作了类似的工作，他主要进行了活塞温度场热应力的理论分析与试验研究。Chin--HSiuLi4研究了热负

4、荷对活塞的影响。在电子计算机用于活塞研究以前，在设计中根据经验和类比，在大量选取参数的基础上，作出粗略的设计，然后通过实验来修正，往往经过多次试验才能达到要求。随着发动机性能的不断提高，产品更新的周期不断缩短，采用常规设计方法和经验设计，已远远满足不了现代高性能发动机研制工作的需要。自70年代以来，由于快速大容量电子计算机和数据处理系统在发动机研究中的应用，加上试验技术和测量仪器以及测试设备的改进，使发动机在实验和理论上有了一个较大的发展，活塞工作过程模拟成为可能，使活塞设计由过去比较粗糙的经验半经验设计向模拟计算、优化设计和CAD方面过渡，取得了很大

5、的进展。如能够建立起比较符合实际的物理模型，用以分析发动机的性能及其影响因素，也能系统地模拟结构参数、运动规律、变形等，并进行参数优化，寻求最佳的组合方案，为活塞的设计、试验和性能改进提供理论依据。    （2）国内概况及发展趋势   国内活塞裙部型面设计，主要是经验对比设计，然后通过装机实验来进行修正，也有的利用在活塞裙部涂复合材料层后进行额定工况的磨合试验，然后对磨合的裙部外形尺寸进行精密测量和拟合，来确定裙部型面，这种方法耗时，而且大量的实验使得成本提高。开发周期长，已不能满足用户的要求。八十年代初对内燃机受热件的瞬态温度场进行了一维理论计算，但

6、对于几何形状和边界条件都十分复杂的活塞而言，一维数学模型就显得太粗糙了，应用有很大的局限性。九十年代，按照热疲劳和高温低周疲劳断裂机制，采用Mises当量准则，及其与Manson一Coffin公式之间的关系对活塞寿命和安全性进行评定。根据缸内温度和压力呈现三角波形变化的特点，采用CAD工NAT和AD工NA有限元程序对柴油机活塞进行三维温度场和三维循环应力场、应变场的分析。也有人进行了活塞二阶运动的分析计算，如基于平均流量模型分析活塞裙部的润滑问题，并与活塞运动方程结合，求解活塞系统二阶运动轨迹，探讨活塞结构参数对活塞二阶运动的影响。但都没有形成系统的活

7、塞设计方法。目前国内外在活塞连杆组件设计开发方面的趋势为:以发动机工作过程模拟、三维CAD造型软件、三维数值模拟与活塞动力学模拟等先进设计方法为手段，以发动机台架试验结果为依据，形成活塞组件集成的设计方法，在保证活塞工作可靠性的前提下，提高产品开发成功率，缩短产品推向市场的时间，降低试验所带来的巨额开发费是活塞新产品设计、开发发展趋势。3.尚待研究的问题现代先进的发动机，其活塞的设计相当复杂，已发展成为集轻质高强度新材料、异形外圆复合型面(裙部为中凸变椭圆型面)、异形销孔等多项新技术于一体的高技术含量的产品。活塞的加工精度要求高，其裙部横向椭圆度精度达

8、0.005mm，纵向中凸曲线精度达0.005-0.01mm。  目前国内外轻、中型汽车汽、柴油