本文關(guān)鍵詞：活塞在溫度和機械載荷作用下的有限元分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

論 學 位 文 活塞在溫度和機械載荷作用下的有限元分析 何屹 指導教師 段樹林教授 申請學位級別 工學碩士 專業(yè)名稱 輪機工程 學位授予單位 大連海事大學 年月中文摘要 摘要 活塞是內(nèi)燃機的關(guān)鍵零部件之一,它的工作情況直接關(guān)系到內(nèi)燃機的工作可 靠性和使用耐久性,同時直接影響到內(nèi)燃機的排放性能�；钊慕Y(jié)構(gòu)和所處的工 作環(huán)境十分復雜,在工作狀態(tài)下受到高壓燃氣壓力、高速往復運動產(chǎn)生的慣性力、 側(cè)向推力和摩擦力等周期性載荷作用,產(chǎn)生機械應力和機械變形。高壓氣體燃燒 產(chǎn)生的高溫使活塞頂部乃至整個活塞溫度很高,且溫度分布很不均勻,導致活塞 產(chǎn)生熱應力和熱變形。熱負荷和機械負荷將導致活塞產(chǎn)生裂紋、活塞環(huán)膠結(jié)以及 拉缸等。因此,對活塞進行溫度場、應力場以及熱負荷和機械負荷共同作用的耦 合應力場進行有限元分析,了解活塞的熱負荷和綜合應力分布情況,進而改進活 塞,提高其工作可靠性具有重要意義。 有限元法是最近三四十年發(fā)展起來的一種非常有效的數(shù)值計算方法。它能對 實際工程中幾何形狀不規(guī)則、載荷和支承情況復雜的各種結(jié)構(gòu)進行變形計算、應 力分析和動態(tài)特性分析。對于活塞的有限元分析研究,國外早已開展了許多卓有 成效的研究工作,并提出了一些新的研究手段和方法,但國內(nèi)的科研機構(gòu)和企業(yè) 對這些項目的研究起步較晚,相比國外還有一定的差距。 本文利用三維制圖軟件/建立了活塞的二分之一模型,在軟件中 轉(zhuǎn)換成有限元模型。然后探討了活塞熱邊界條件的確定方法。并進行了本文所特 有的機械載荷邊界條件和約束的施加。采用有限元方法模擬了活塞溫度場、熱應 力、機械強度和在溫度載荷和機械載荷共同作用下的耦合場。獲得了合理的計算 結(jié)果。

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