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活塞在温度和机械载荷作用下的有限元分析

何屹  
【摘要】:活塞是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。活塞的结构和所处的工作环境十分复杂,在工作状态下受到高压燃气压力、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。高压气体燃烧产生的高温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。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,对活塞进行温度场、应力场以及热负荷和机械负荷共同作用的耦合应力场进行有限元分析,了解活塞的热负荷和综合应力分布情况,进而改进活塞,提高其工作可靠性具有重要意义。 有限元法是最近三四十年发展起来的一种非常有效的数值计算方法。它能对实际工程中几何形状不规则、载荷和支承情况复杂的各种结构进行变形计算、应力分析和动态特性分析。对于活塞的有限元分析研究,国外早已开展了许多卓有成效的研究工作,并提出了一些新的研究手段和方法,但国内的科研机构和企业对这些项目的研究起步较晚,相比国外还有一定的差距。 本文利用三维制图软件Pro/E建立了活塞的二分之一模型,在ANSYS软件中转换成有限元模型。然后探讨了活塞热边界条件的确定方法。并进行了本文所特有的机械载荷边界条件和约束的施加。采用有限元方法模拟了活塞温度场、热应力、机械强度和在温度载荷和机械载荷共同作用下的耦合场。获得了合理的计算结果。结果表明:由于冷却油腔的存在,活塞的热负荷明显降低,同时,并没有因为冷却油腔的存在而影响活塞头部的强度。整体来说,此活塞满足温度、热流分配、应力和变形要求,但是一些部位(燃烧室喉口、销座上部)的应力情况仍值得注意。


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1 齐义东;活塞销不能硬砸进去[N];山西科技报;2001年
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