本文關鍵詞：發(fā)動機零部件熱負荷仿真分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 近年來,發(fā)動機的強化程度不斷提高,對于發(fā)動機主要零件的熱負荷分析成為了發(fā)動機設計開發(fā)以及改進工作中的重要環(huán)節(jié)。有限元仿真分析方法是發(fā)動機零件熱負荷分析的一種有效手段。本文就是利用有限元法對發(fā)動機零件進行了熱負荷仿真分析。 本文是在某型號發(fā)動機的初期設計階段對發(fā)動機的主要零件:活塞、氣缸體以及氣缸蓋進行結構設計以及熱負荷有限元仿真分析。本文首先根據(jù)參考機型資料以及相關發(fā)動機設計資料,設計了活塞、氣缸體與缸蓋的結構,結構設計過程采用參數(shù)化造型設計軟件Pro/E。 本文根據(jù)相關研究得到的經(jīng)驗公式與經(jīng)驗數(shù)據(jù),同時結合擬開發(fā)發(fā)動機的設計目標參數(shù)確定分析邊界條件。本文使用大型通用有限元分析軟件ANSYS進行網(wǎng)格劃分及熱負荷有限元分析,分析得到各零件的熱負荷分布情況。 本文對活塞進行了燃氣換熱系數(shù)、燃氣平均溫度等影響因素對熱負荷的影響分析,并且結合活塞溫度負荷較高的實際情況,分析了內腔冷卻對活塞熱負荷的影響。對氣缸體針對實際使用情況,進行了在地面、高空等各種使用環(huán)境下的熱負荷情況分析,同時也分析了壞境溫度、燃氣平均溫度與空氣換熱系數(shù)對氣缸體熱負荷的影響。根據(jù)氣缸蓋熱負荷情況設計了不同的氣缸蓋結構,分析了相應結構的熱負荷情況,對兩種氣缸蓋結構方案分別進行了環(huán)境溫度、燃氣平均溫度以及底板結構變化對熱負荷影響的計算分析。 通過計算分析,得到活塞、氣缸體、氣缸蓋的基本熱負荷分布情況。同時得到燃氣換熱系數(shù)、燃氣平均溫度等換熱影響因素對活塞、氣缸體、氣缸蓋的影響程度。分析得出了氣缸蓋底板結構變化對氣缸蓋熱負荷影響的程度。
【關鍵詞】：熱負荷 有限元方法 活塞 氣缸體 氣缸蓋
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：TK403
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 緒論11-16
• 1.1 引言11
• 1.2 發(fā)動機熱負荷有限元分析研究概況11-14
• 1.3 選題意義與論文主要研究內容14-16
• 1.3.1 論文選題背景與意義14-15
• 1.3.2 論文主要研究工作15-16
• 2 發(fā)動機熱負荷有限元分析理論與課題方法概述16-29
• 2.1 傳熱問題基本理論16-21
• 2.1.1 導熱微分方程16-17
• 2.1.2 導熱問題定解條件17
• 2.1.3 發(fā)動機熱負荷分析中邊界條件確定17-21
• 2.2 熱彈性分析基本理論21-23
• 2.2.1 基本方程21-23
• 2.2.2 邊界條件23
• 2.3 熱負荷分析有限元方法理論23-26
• 2.3.1 有限元方法概述23-24
• 2.3.2 熱傳導方程求解的有限元法24-25
• 2.3.3 應力方程求解的有限元法25-26
• 2.4 課題研究方法概述26-29
• 2.4.1 材料選取與建模軟件介紹26
• 2.4.2 分析軟件介紹26-28
• 2.4.3 單元確定與網(wǎng)格剖分28
• 2.4.4 分析方法28-29
• 3 活塞熱負荷分析29-53
• 3.1 活塞結構設計與基本熱負荷分析29-35
• 3.1.1 模型設計29-30
• 3.1.2 網(wǎng)格劃分30-32
• 3.1.3 邊界條件確定與加載32
• 3.1.4 初步熱負荷分析結果32-35
• 3.2 空氣流動對活塞熱負荷影響35-41
• 3.2.1 邊界條件確定35-36
• 3.2.2 分析結果對比分析36-41
• 3.3 內部燃氣平均溫度變化對活塞熱負荷影響41-45
• 3.3.1 邊界條件確定41
• 3.3.2 結果對比分析41-45
• 3.4 內部燃氣換熱系數(shù)對活塞熱負荷影響45-49
• 3.4.1 邊界條件確定45
• 3.4.2 結果對比分析45-49
• 3.5 采用噴油冷卻后活塞熱負荷情況49-51
• 3.5.1 邊界條件確定49
• 3.5.2 分析結果49-51
• 3.6 活塞熱負荷分析總結51-53
• 4 氣缸體熱負荷分析53-73
• 4.1 氣缸體結構設計與初步熱負荷分析53-57
• 4.1.1 模型設計53-54
• 4.1.2 網(wǎng)格剖分54-55
• 4.1.3 邊界條件確定55
• 4.1.4 氣缸體熱負荷分析結果55-57
• 4.2 高空環(huán)境下熱應力分布分析57-58
• 4.2.1 邊界條件確定57
• 4.2.2 分析結果57-58
• 4.3 空氣換熱系數(shù)對氣缸體熱負荷影響58-63
• 4.3.1 邊界條件確定58-59
• 4.3.2 分析結果59-63
• 4.4 環(huán)境溫度變化對氣缸體熱負荷影響63-68
• 4.4.1 極限環(huán)境溫度熱負荷分析63-66
• 4.4.2 僅環(huán)境溫度變化對氣缸體熱負荷影響分析66-68
• 4.5 內部燃氣平均溫度對氣缸體熱負荷影響68-71
• 4.5.1 邊界條件確定68-69
• 4.5.2 分析結果69-71
• 4.6 氣缸體熱負荷分析總結71-73
• 5 氣缸蓋熱負荷分析73-102
• 5.1 初步設計方案及其熱負荷分析73-80
• 5.1.1 結構設計73-74
• 5.1.2 有限元網(wǎng)格劃分74-76
• 5.1.3 邊界條件確定76-77
• 5.1.4 分析結果77-80
• 5.2 改動結構方案設計與熱負荷分析80-85
• 5.2.1 結構設計80-81
• 5.2.2 網(wǎng)格劃分81-82
• 5.2.3 有限元熱負荷分析82-85
• 5.3 換熱因素對熱負荷影響分析85-95
• 5.3.1 外部環(huán)境溫度影響分析85-90
• 5.3.2 內部燃氣平均溫度影響分析90-95
• 5.4 結構因素對熱負荷影響分析95-101
• 5.5 氣缸蓋熱負荷分析總結101-102
• 6 全文總結與工作展望102-104
• 6.1 全文總結102-103
• 6.2 工作展望103-104
• 參考文獻104-107
• 學位論文數(shù)據(jù)集107

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 董健,李列兵,韓魁;活塞熱負荷三維子結構有限元分析及試驗研究[J];內燃機學報;1993年02期

2 袁鵬;高晟耀;;對置式凸輪發(fā)動機活塞熱分析[J];魚雷技術;2009年02期

3 王勝兵;;奇型拋物問題的有限元誤差估計[J];海軍工程大學學報;1991年04期

4 劉文杰;馮文琴;;線彈性結構隨機響應分析的實用方法[J];武漢理工大學學報(交通科學與工程版);1992年01期

5 黃晨光;段祝平;;砂漏控制算法的改進及對高速沖擊問題的應用[J];爆炸與沖擊;1997年01期

6 車洪艷,喬及森,陳劍虹;鋁合金薄壁方管在軸向載荷作用下力學行為研究[J];蘭州理工大學學報;2005年04期

7 馬昌鳳;多媒質中低頻電磁問題A-φ方法的有限元分析[J];工程數(shù)學學報;2005年05期

8 夏磊,姚振強;磁懸浮列車車輛夾層機械結構模態(tài)分析[J];機械設計與研究;2005年04期

9 樓鐵炯;項貽強;郭乙木;;預應力混凝土平面桿系結構的有限元方法[J];計算力學學報;2005年06期

10 張輝;董蜀湘;張淑儀;王天華;張仲寧;范理;;1mm壓電陶瓷管式微型超聲馬達研究[J];自然科學進展;2005年12期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 葛軍;丁龍章;陳水福;;預應力混凝土框架計算的整體有限元方法[A];計算機技術在工程建設中的應用——第十一屆全國工程建設計算機應用學術會議論文集[C];2002年

2 李高潮;;淺談地鐵列車熱負荷及計算[A];全國暖通空調制冷1998年學術年會資料集（1）[C];1998年

3 徐華;馬瑞芳;陳建明;賈培發(fā);;幾種典型單元剖分結果的繪制方法在復合動力學環(huán)境可視化仿真(CDE-VSIM)系統(tǒng)中的應用[A];1999年中國智能自動化學術會議論文集（下冊）[C];1999年

4 朱菊芬;牛海英;季文峰;;參考面單元模式及其在分層梁振動分析中的應用[A];復合材料：生命、環(huán)境與高技術——第十二屆全國復合材料學術會議論文集[C];2002年

5 吳永前;吳時彬;伍凡;;大型輕質反射鏡加工支撐狀態(tài)的有限元分析研究[A];現(xiàn)代光學制造技術論文集[C];2002年

6 徐紅艷;陸燕;李忠;;地球同步軌道輻射制冷器熱分析[A];上海市制冷學會2005年學術年會論文集[C];2005年

7 羅承剛;;CZ14型壓電加速度傳感器機電耦合仿真分析[A];四川省電子學會傳感技術第九屆學術年會論文集[C];2005年

8 劉欣;;單位分解有限元方法求解應力強度因子[A];數(shù)學·力學·物理學·高新技術研究進展——2006（11）卷——中國數(shù)學力學物理學高新技術交叉研究會第11屆學術研討會論文集[C];2006年

9 殷有泉;吳向軍;刁建快;蔣闐;單文文;;水力壓裂支撐裂縫對儲層應力場的影響和重復壓裂產(chǎn)生新縫的可能性[A];面向國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的巖石力學與巖石工程——中國巖石力學與工程學會第五次學術大會論文集[C];1998年

10 劉學晨;陸偉東;劉偉慶;周石磊;;門前設置聚氨酯泡沫塑料對防護門抗爆性能影響的數(shù)值分析[A];第一屆全國工程安全與防護學術會議論文集[C];2008年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 傳寶 蘇勇 丁潔;世界頂級常規(guī)熱連軋生產(chǎn)線投產(chǎn)創(chuàng)佳績[N];太原日報;2006年

2 記者　 李倩;熱負荷延緩燃氣灶具標準出臺[N];中國電子報;2006年

3 張良城 司馬文景;馬鋼新區(qū)2250熱軋工程進入熱負荷調試階段[N];世界金屬導報;2007年

4 安世亞太 雷先華;某型戰(zhàn)機RCS計算簡報[N];中國航空報;2005年

5 蘇菲;家用燃氣灶具新國標出臺[N];經(jīng)理日報;2007年

6 記者 張少東 蘇勇 李國強;太鋼2250毫米熱軋工程全線熱試成功[N];中國冶金報;2006年

7 首席記者 崔曉農(nóng);太鋼2250mm熱軋生產(chǎn)線全線熱負荷過鋼一次成功[N];山西經(jīng)濟日報;2006年

8 記者　 齊作權 通訊員　 黃傳寶 蘇勇;太鋼2250mm熱軋生產(chǎn)線熱負荷過鋼一次成功[N];山西日報;2006年

9 本報記者 李燕京;新標準引發(fā)燃氣灶市場爭奪戰(zhàn)[N];中國消費者報;2007年

10 劉琦　劉洪宇（編譯 劉琦）;為下一代數(shù)據(jù)中心設計自適應冷卻系統(tǒng)[N];中國計算機報;2009年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙亞平;鋼筋混凝土梁損傷診斷的振動模態(tài)分析方法[D];中國農(nóng)業(yè)大學;2005年

2 陳錦江;軸承數(shù)字化設計及其在高速陶瓷球軸承結構設計中的應用[D];天津大學;2004年

3 蘇哈布;開孔鋼板剪力鍵的性能研究[D];同濟大學;2007年

4 劉梅林;節(jié)點間斷伽遼金有限元方法及其在計算電磁學中的應用研究[D];南京航空航天大學;2011年

5 胡姝芳;哈密頓系統(tǒng)有限元方法的長時間性質研究[D];湖南師范大學;2012年

6 楊軍征;有限體積—有限元方法在油藏數(shù)值模擬中的原理和應用[D];中國科學院研究生院（滲流流體力學研究所）;2011年

7 趙國忠;變分迭代方法及Lagrange坐標系下的間斷有限元方法研究[D];中國工程物理研究院;2011年

8 易利軍;非齊次Dirichlet邊值問題的h-p型有限元方法[D];上海師范大學;2010年

9 趙海濱;我國上市公司可轉換債券定價研究[D];華中科技大學;2004年

10 趙榮國;楔環(huán)連接結構靜力接觸行為與動力學特性研究[D];中國工程物理研究院;2004年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳運鑫;小型超導磁體的電流引線及脈管制冷機研究[D];浙江大學;2007年

2 寇志起;用有限元方法計算向列相液晶盒中的指向矢分布[D];河北工業(yè)大學;2002年

3 邢帆;小比例摻量納米粒子及氧化鋅晶須對PP-R樹脂力學改性研究[D];西南交通大學;2005年

4 李健;連續(xù)剛構橋梁施工控制靜力分析及程序設計[D];昆明理工大學;2005年

5 龔安棟;衛(wèi)星太陽能帆板的有限元分析[D];國防科學技術大學;2004年

6 常春影;門式起重機結構動態(tài)特性分析[D];大連理工大學;2006年

7 胡芳芳;纖維（FRP）約束混凝土柱力學性能研究[D];長安大學;2005年

8 黃錳鋼;一個新型的拋物線索單元及其驗證[D];福州大學;2006年

9 李朝紅;CS板式結構建筑溫度效應研究[D];天津大學;2004年

10 王家主;長大縱坡瀝青路面材料組成設計與性能研究[D];武漢理工大學;2006年

  本文關鍵詞：發(fā)動機零部件熱負荷仿真分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：315092