毕业设计开题报告---柴油机活塞的热力学分析

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1、毕业设计开题报告题目柴油机活塞的热力学分析学生姓名韦斌学号0815064049所在院(系)机械工程学院专业班级汽车082班指导教师王金元2012年3月26日6题目柴油机活塞的热力学分析一、选题的目的及研究意义活塞作为内燃机的关键零部件之一，它的工作情况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。特别是在现代发动机向高增压，高强度发展的趋势下。活塞的工作环境更加复杂。增加了活塞的设计和制造难度性。本课题对柴油机活塞的工作环境进行热力学的有限元分析，意在模拟稳态下活塞的温度场，以及气体燃烧压力、往复惯性力和热负荷共同作用下整体活塞的综合变形与应力，了解活塞热负

2、荷状况和综合应力分布情况。对活塞结构的改进，降低热负荷，改善应力分布，提高工作可靠性和耐久性具有重要意义。6二、综述与本课题相关领域的研究现状、发展趋势、研究方法及应用领域等近年来，在内燃机的主要零部件设计，和强度分析中，有限元法已成为一种十分有效的手段。对于承受机械负荷和热负荷十分严重的活塞而言，类似于ANSYS的有限元分析软件更是必不可少的工具。目前对活塞的温度场计算，热应力应变分析，机械应力应变分析已日趋成熟，已有大量的成果和论文报道。对活塞的瞬态传热分析，多物理场的耦合问题，多相多态介质耦合问题，特别是多尺度模型的耦合问题，尚没有成熟可靠的理论，还处于探索阶段，是今后主功的目标

3、。内燃机活塞的设计及优化受到制造工艺和使用性能方面的限制，约束条件很多。如应力约束，质量约束，变形约束，温度约束，疲劳安全系数约束等。本设计利用UG软件的相关参数化设计方法和用户定义特征建立活塞连杆组件三维模型，然后采用ANSYS进行有限元分析。6三、对本课题将要解决的主要问题及解决问题的思路与方法、拟采用的研究方法（技术路线）或设计（实验）方案进行说明本课题拟选取某种型号的汽车柴油机活塞为研究对象，通过UG等三维辅助设计软件对所选择的组件进行简化和三维作图,获得其实体模型。然后在有限元分析软件ANSYS中对所建立的实体模型进行基本参数设定，并设定其边界条件，研究汽油机活塞在不同边界温

4、度条件下的温度场和热流分布。并考虑温度场对机活塞的影响，用耦合分析方法解决其热应力、热应变问题。最后设计活塞在不同冲程工作环境下的计算模型，并进行温度场和热应力的计算。6四、检索与本课题有关参考文献资料的简要说明[1]陈国华.有限元法在内燃机工程中的应用.武汉:华中工学院出版社,1986[2]佟景伟,李林安,李鸿琦,等.在温度和机械载荷作用下活塞应力与变形的三维有限元分析.内燃机学报,1995,13(2):132-131[3]廖日东,左正兴,樊利霞,等.发动机零部件有限元技术应用的新进展.内燃机学报,1999,17(2):190-197[4]吴兆汉.车辆发动机设计.北京:国防工业出版社

5、,1982,356-357[5]吕国华,周敏,陈亚军.CZ2102柴油机连杆装配件有限元分析[J].车用发动机,2002(4):20-22[6]赵波,张琴.UG相关参数化设计培训教程[M].北京:清华大学出版社,2004[7]张宝生,汽车优化设计理论与方法[M].北京:机械工业出版社,20006五、毕业设计进程安排2011年10日至2012年3月8日：选择课题，了解有关课题的内容和研究方向，确定论文题目，完成开题报告。2012年3月9日至5月30日：查阅相关文献及数据，构思设计基本框架和研究思路，并在老师的指导下确定初稿。2012年5月31日至6月9日：对设计进行修改。并根据老师的意见

6、最终定稿。2012年6月10日至6月16日：准备答辩。6六、指导教师意见1．对开题报告的评语2．对开题报告的意见及建议指导教师（签名）：年月日所在院（系）审查意见：负责人签字(盖公章)年月日6