柴油機活塞溫度場和應(yīng)力場的有限元分析.pdf

1、隨著科學技術(shù)的不斷進步，內(nèi)燃機逐步踏上了高功率、低排放和低油耗的發(fā)展道路上，功率的增加會伴隨著內(nèi)燃機熱負荷和機械負荷的增大。活塞作為內(nèi)燃機中非常關(guān)鍵的零部件，始終與高溫燃氣接觸，承受著非常大的熱負荷和機械負荷，所以掌握活塞的溫度以及應(yīng)力狀況就十分必要。
　　本研究主要針對某機車用柴油機進行有限元分析，該柴油機屬于V型柴油機。首先，利用GT-Power軟件對該型號柴油機進行工作過程的仿真模擬，進而達到柴油機的設(shè)計標準。結(jié)合經(jīng)驗公式對

2、活塞的熱邊界條件進行確定，并利用ANSYS Workbench計算分析其穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)的溫度場。結(jié)果顯示，其頭部的溫度相比較而言略高，并且各部分溫度梯度較大，而裙部溫度比較穩(wěn)定。其次，對活塞的應(yīng)力場進行了分析計算，主要包含三方面：熱應(yīng)力場、機械應(yīng)力場和耦合應(yīng)力場。結(jié)果顯示，活塞的熱應(yīng)力對活塞的影響要大于其機械應(yīng)力，并且其熱應(yīng)力最大區(qū)域主要集中在頭部，其主要原因是該區(qū)域的溫度梯度較大?；钊鸟詈蠎?yīng)力場的分布規(guī)律比較接近活塞的熱應(yīng)力場分布，裙部