基于ANSYS的柴油機(jī)活塞結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與溫度場研究.pdf

1、對柴油機(jī)關(guān)鍵部件活塞的要求隨著現(xiàn)代社會(huì)的不斷發(fā)展而對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及耐久性要求越來越高，借助FEA方法即有限元分析法分析柴油機(jī)的活塞，分析其溫度、熱應(yīng)力的變化情況，對提高活塞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理論水平、確保最佳的使用效果具有非凡的意義。本文選擇的研究對象為某車型的柴油機(jī)活塞，通過建立活塞數(shù)據(jù)模型借助有限元分析方法，深入分析該活塞的溫度場和應(yīng)力場的情況，為柴油機(jī)活塞的研究提供了一定的指導(dǎo)意義。
　　文章首先建立了活塞的三維有限元計(jì)算模型，介紹了建

2、立過程以及相關(guān)的重要參數(shù)與穩(wěn)態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析所需的邊界條件。在溫度場方面，有限元分析計(jì)算得到了耦合系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)溫度場結(jié)果，結(jié)果表明柴油機(jī)活塞的溫度最高為295℃，最低為91.5℃，分別在燃燒室凸臺(tái)邊緣以及底部探測到，且發(fā)現(xiàn)一個(gè)明顯的規(guī)律是其項(xiàng)部溫度高于裙部而側(cè)邊溫度從底部到頂部慢慢上升。與已有文獻(xiàn)的分析結(jié)果對比本文可知仿真結(jié)果可以比較合理真實(shí)地反映柴油機(jī)活塞的穩(wěn)定工作狀態(tài)，表明所建的有限元模型可靠，分析結(jié)果可信。
　　得到溫度場結(jié)果后

3、，再進(jìn)一步研究了熱應(yīng)力場變化情況。為了得出瞬態(tài)機(jī)械應(yīng)力，首先將機(jī)械載荷加載上去，其中機(jī)械載荷應(yīng)當(dāng)是周期性的。瞬態(tài)耦合應(yīng)力就是將瞬時(shí)熱應(yīng)力與瞬態(tài)機(jī)械應(yīng)力糅合在一起進(jìn)行分析。利用建立的模型分析了應(yīng)力變化情況和變形的時(shí)變曲線圖，應(yīng)力變化情況指研究應(yīng)力集中部位，以及力度、幅值等多個(gè)變量，而且不同位置對應(yīng)力的影響也進(jìn)行了仔細(xì)考慮。根據(jù)結(jié)果顯示，應(yīng)力較大的地方出現(xiàn)在溫度梯度也比較大的位置，而且燃?xì)獗l(fā)壓力對機(jī)械應(yīng)力的影響最為明顯，但耦合應(yīng)力的來源表