内燃机活塞的热分析论文

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1、目录摘要1Abstract21绪论31.1研究来源与意义31.2研究的国内外状况41.3研究方法41.4本文的主要研究内容52温度场的有限元分析62.1热分析理论基础62.2有限元方法理论82.3活塞有限元模型的建立112.4活塞有限元分析的内容143活塞温度场分析153.1活塞热对流边界条件的计算153.2活塞温度场的分析243.3活塞强度分析273.4型不同火力岸高度活塞的热应力对比分析363.5O型与平顶型活塞的温度场分析404结论与展望434.1结论434.2展望43致谢44参考文献4546内燃机活塞的热-结构耦合仿真学生姓名：专业班级：指

2、导教师：指导单位：摘要：活塞作为内燃机的关键零部件之一，它设计质量的好坏直接关系到内燃机的工作可靠性和使用耐久性，同时直接影响到内燃机的排放性能。活塞的工作环境极为恶劣:混合气燃烧产生的高温高压燃气使活塞顶部乃至整个活塞温度很高，且温度分布很不均匀，导致活塞产生热应力和热变形；同时活塞还受到燃气压力、高速往复运动产生的惯性力、侧向推力和摩擦力等周期性载荷作用，产生机械应力和机械变形[1]。热负荷和机械负荷将导致活塞产生裂纹、活塞环胶结以及拉缸等。因此，在新产品的开发过程中，很有必要对活塞进行温度场和强度分析，了解活塞的温度分布和应力分布情况，进而改

3、进活塞。本文利用活塞二分之一模型，使用ANSYS软件计算了活塞在最大爆发压力工况点的温度分布情况；温度、机械载荷单独作用时的应力和变形情况；温度、机械载荷共同作用时活塞的应力和变形情况，为优化活塞设计提供了较符合实际工作状况的基础温度与应力数据及改进方向[2]。参数化设计思想与有限元分析方法相结合，实现了活塞的自动化设计，优化了产品的开发过程，实现了产品设计中的信息共享和并行，可显著缩短产品设计周期提高设计效率，有较大的应用价值。关键词:活塞，参数化，有限元，仿真46Abstract：Pistonisoneofthekeycomponentsofe

4、ngine,it’sdesignqualityconcernsworkingreliabilityanddurabilityofenginedirectlyandaffectstheemissionperformanceofenginedirectlyatthesametime.Theworkingconditionofpistonareextremelybadbecausemixtureairburningproducesthehigh-temperatureandhigh-pressurefuelgascausesthepistontopand

5、evenwholetemperatureofpistonveryhigh，moreover，thetemperaturedistributionisverynon-uniformwhichcausingthepistontoproduceheatstressandheatdistortion.Simultaneously，thepistonstandsperiodicloads，suchashighgas-pressure，inertia-pressuresidedirectionpressureandfrictionalforcewhichpro

6、ducedbycombustiongaspressureandhighspeed，theloadsmakepistonproducesmechanicalstressanddistortion.Theheatloadandthemachineryloadwillcausethepistontoproducecrackle，piston-ringgluingandscuffingofcylinderboreandsoon.Therefore，intheperiodofdevelopmentofnewproducts，itisnecessitytoca

7、lculateandanalyzethepistontemperaturefieldandintensitysituation，findouttheheatloadstateofthepistonandcomprehensivestressdistributionsituationandthenimprovethedesignofpiston.ThistextmakesuseofahalfmodelofpistonandANSYSsoftwaretocalculatethetemperaturedistributionandthestressand

8、distortionwhenthePistonwithstandthetemperatureloadalone，theme