发动机活塞热分析［推荐］.doc

发动机活塞热分析［推荐］.doc零部件的热负荷是发动机进一步强化受到限制的主要因素之一,直接影响到发动机的耐久性、可靠性和经济性,因此在设计发动机吋,计算零件的热负荷,考虑影响热负荷的因素,是一个十分重要的问题。通过准确的对发动机活塞的热负荷分析可以改善活塞的换热条件,避免因热负荷造成的破坏提供基本的分析依据。因此,对活塞进行理论研究和有限元分析具有重姜意义和实用价值。关键词:活塞、热负荷、有限元分析ABSTRACPartsoftheengineheatloadfurtherstrengthenoneofthemainfactorsisrestricted,directlyaffectsenginedurability,reliabilityandeconomy,andthereforeinthedesignoftheengine,theheatloadcalculationparts,consideringfactorsaffectingthethermalload,,,:piston” 12发动机活塞失效分析与实验调研 23活塞的测绘与三维模型的建立 -- - 25结论参考文献 -5致谢 --61绪论活塞是发动机屮处在非常不利的条件下工作的一个重要零件。活塞受高温燃气的周期性加热作用,做为发动机最主要的受热零件之一,长期工作在恶劣的环境下,承受很高的热负荷。一般情况下,发动机活塞的工作温度在300°C以丄,因此对活塞进行必要的热分析就显得很有意义。,各种新技术、新成果在发动机设计屮的应用,以及客户要求的提高、政府严格的排放法规、石油资源的危机等因素的限制,发动机必然要向着高转速、高功率和低油耗、低排放的方向不断发展。零件的热负荷是发动机进一步强化受到限制的主要因素之一。因此,在设计发动机时,考虑影响热负荷的因素以及如何定量计算和采取减小热负荷的措施,是一•个十分重要的问题。随着发动机功率的提高,必然会使发动机缸内燃气温度的升高,将导致组成发动机燃烧室受热零件热负荷的增加,并且使受热零部件的材料强度和硬度急剧下降,严重的将产牛烧蚀或熔化现象,这极大的影响了发动机运行的可靠性和寿命。活塞被称为发动机的心脏,它是发动机屮最重要的零部件之一,其功用是承受气体压力,并通过活寒销把燃气爆发压力传给连杆驱使曲轴旋转做功。活寒热负荷和机械负荷问题的解决是提高整个发动机机械部件技术水平的关键。活塞的工作环境十分严酷,活塞顶面要承受瞬变高温燃气的作用,这使得活塞顶部乃至整个活塞的温度都很高,而且分布很不均匀,各部位温度梯度大,造成活塞很人的热应力,严重时还会导致活塞顶面开裂。因此对活塞进行温度场分析,了解活塞的温度场分布状态,进而对活塞进行改进,降低热负荷,提高其工作可靠性和寿命具有积极意义。H前,有限元法数值模拟技术的快速发展为解决复杂的发动机零部件的分析计算问题提供了有效的途径,特别是有限元软件与CAD系统的无缝结合,有效地缩短了发动机产詁设计和分析的周期,降低了产詁的成本,提高了发动机产品的可靠性和寿命。有限元分析技术在活塞设计开发屮的应用非常广泛,它可以为发动机设计人员提供比较详细的活塞温度场的分布,为活塞开发设计人员提供了便利的手段与方法⑴。,国内对活塞的热分析理论与应用有了飞速的发展。现代热分析通常采用有限元分析方法,并采用经验公式计算活塞传热系数,确定边界条件,进行有限元分析。血早在1994年哈尔滨工程大学的姜任秋先牛就利用Galerkin法原理,建立了轴对称热冲击问题的有限九方程,以PA6-280发动机活塞为例进行了数值分析,对其热冲击期问应力变化现律做了分析和讨论,其结果为研究活塞的热冲击及热损伤机理提供了数值今析方而的基础⑵o2004年山东