活塞在温度和机械载荷作用下的有限元分析.pdf 全文 文档投稿网

  本文关键词：活塞在温度和机械载荷作用下的有限元分析，由笔耕文化传播整理发布。

论 学 位 文 活塞在温度和机械载荷作用下的有限元分析 何屹 指导教师 段树林教授 申请学位级别 工学硕士 专业名称 轮机工程 学位授予单位 大连海事大学 年月中文摘要 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/建立了活塞的二分之一模型,在软件中 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。

  本文关键词：活塞在温度和机械载荷作用下的有限元分析，，由笔耕文化传播整理发布。