8L265柴油機活塞溫度場和應(yīng)力場熱-機耦合分析.pdf

1、活塞是內(nèi)燃機的心臟，其工作性能的好壞直接關(guān)乎到整機的工作可靠性。對于車輛的使用情況和尾氣排放等都會造成至關(guān)重要的影響。眾所周知，活塞所處的工作環(huán)境極其惡劣，不但承受較高的溫度作用，同時還受到機械載荷的作用，包括燃氣壓力、往復(fù)慣性力以及摩擦力等。熱載荷和機械載荷都會不同程度的造成活塞的變形和應(yīng)力集中。燃料在燃燒室內(nèi)部燃燒將會產(chǎn)生很高的溫度，高溫將會使得活塞的頭部溫度不斷升高并且也會產(chǎn)生熱應(yīng)力和變形。兩種載荷同時作用活塞將會使得活塞出現(xiàn)一些

2、工作可靠性問題，如:活塞裂紋、拉缸以及環(huán)結(jié)焦等。所以，我們在對柴油機進行設(shè)計的時候必然要考慮活塞的性能情況。對于活塞性能的技術(shù)分析一般是通過有限元計算方法，對活塞在熱負荷和機械負荷兩種載荷作用時的不同變形和應(yīng)力分布情況進行計算，然后分析計算結(jié)果并且可以為活塞的設(shè)計提供相應(yīng)參考，同時對于提高活塞工作可靠性非常重要。
　　數(shù)值計算方法中比較常用的有限元分析法是近半個世紀以來發(fā)展起來的。針對內(nèi)燃機活塞的研究分析，國外起步較早并且取得了許

3、多成果和進展，研究出一些新的方法。相對國外的研究進展，國內(nèi)的這方面的研究則相對較落后。
　　本文課題研究利用三維建模軟件Pro/E首先建模，然后在ANSYS軟件中進行模型離散化，轉(zhuǎn)換成有限元模型。分析計算活塞相關(guān)的熱邊界條件并且進行了載荷的邊界條件計算和約束的確定。分析了熱負荷和機械負荷在單獨作用時以及耦合場中不同條件下的應(yīng)力和變形，并且獲得了合理的計算成果。
　　結(jié)果表明:由于冷卻腔的存在使得活塞溫度有所下降。耦合場中的應(yīng)