柴油機(jī)活塞頂部結(jié)構(gòu)對(duì)其溫度場(chǎng)及強(qiáng)度的影響研究.pdf

1、柴油機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,是建立在柴油機(jī)上重要零部件性能的不斷提升的基礎(chǔ)上的,隨著柴油機(jī)性能的提高、功率的增大和轉(zhuǎn)速的增加,柴油機(jī)上活塞所承受的溫度及熱應(yīng)力不斷的增加。如直噴式柴油機(jī)活塞,它的在越來(lái)越惡劣的環(huán)境下工作,因此應(yīng)該對(duì)柴油機(jī)活塞進(jìn)行一個(gè)合理的設(shè)計(jì),以降低這些問(wèn)題。而活塞的結(jié)構(gòu)特征能夠?qū)钊臏囟葓?chǎng)和熱應(yīng)力分布有一個(gè)直接的影響,因此,就有必要對(duì)活塞的結(jié)構(gòu)特征和性能特征作出相應(yīng)的預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)。組成柴油機(jī)的幾個(gè)部件中,活塞是其最重要的一個(gè)

2、組成部件,它在高溫高壓的工作環(huán)境下連續(xù)承受周期性變化的載荷,它擁有柴油機(jī)心臟之稱(chēng),特別是它在坦克、輪船和重型車(chē)上的應(yīng)用,這些都對(duì)柴油機(jī)活塞的性能要求特別高,它已經(jīng)成為制約柴油機(jī)發(fā)展的一個(gè)主要的突出問(wèn)題。
　　本課題是主要針對(duì)某一柴油機(jī)活塞頂部結(jié)構(gòu)進(jìn)行多種設(shè)計(jì),運(yùn)用有限元技術(shù),先模擬出活塞上燃燒室的溫度及壓力,然后以這些作為條件加載到活塞中,再對(duì)活塞的溫度場(chǎng)、熱結(jié)構(gòu)耦合及疲勞壽命進(jìn)行分析,來(lái)確定活塞中熱應(yīng)力和變形較大的區(qū)域和最危險(xiǎn)的

3、位置,對(duì)比這些結(jié)果,得出哪一種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)是最優(yōu)的,這些對(duì)提高和改進(jìn)活塞的性能有重大的意義。
　　主要內(nèi)容包括:
　　1.首先運(yùn)用Pro/Engineer對(duì)活塞頂部結(jié)構(gòu)、缸壁及缸蓋共同組成的部分(即燃燒室)進(jìn)行三維建模,再通過(guò)ANSYS Workbench對(duì)其劃分網(wǎng)格,最后通過(guò)ANSYS Workbench中的CFX模塊對(duì)缸內(nèi)進(jìn)行速度場(chǎng)、壓力場(chǎng)及溫度場(chǎng)分析,得出結(jié)果,這些結(jié)果主要是為了作為初始條件加載到活塞上。
　　2.采

4、用Pro/Engineer對(duì)活塞進(jìn)行三維建模,再將模型導(dǎo)入到ANSYS Workbench中對(duì)其劃分網(wǎng)格,再導(dǎo)入1上面的缸內(nèi)溫度結(jié)果,對(duì)其進(jìn)行溫度場(chǎng)分析,得出活塞的溫度場(chǎng)分布,這些溫度場(chǎng)分布對(duì)分析活塞熱結(jié)構(gòu)耦合及疲勞壽命分析提供了基礎(chǔ)。
　　3.通過(guò)導(dǎo)入1、2的結(jié)果,運(yùn)用有限元技術(shù)對(duì)活塞進(jìn)行熱結(jié)構(gòu)相關(guān)影響的分析,可以確定活塞的相關(guān)力學(xué)方面原因,得出應(yīng)力和變形特別嚴(yán)重部位,來(lái)確定最危險(xiǎn)的位置,對(duì)比這些結(jié)果,得出哪一種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)是最優(yōu)的