增壓柴油機活塞熱力性能有限元仿真分析.pdf

1、活塞組是影響柴油機性能的主要因素之一，其中活塞起到了主導影響作用。活塞在柴油機中屬于高速運轉的零部件，且工作環(huán)境惡劣，因此在活塞的設計中，除了要考慮動力性、經濟性和排放性外，還需分析受熱、受力情況，以達到可靠性的要求。
　　在柴油機將燃燒熱能轉換為機械能的過程中，活塞起著至關重要的作用，熱載荷帶來的熱變形和應力成為活塞破壞的主因。因此，活塞的結構設計，熱負荷分析及強度分析在活塞設計中極為重要。本文對某新開發(fā)的一款國四排放增壓柴油機

2、活塞進行結構設計，并對其進行了熱負荷分析和強度分析，主要的研究內容如下:
　　(1)根據(jù)某增壓柴油機型的設計輸入及活塞的工作條件，進行活塞結構設計，并根據(jù)確定的活塞尺寸使用UG軟件建立了活塞、活塞銷、連桿小頭的實體三維有限元計算模型，利用AVL BOOST軟件的燃燒熱模型計算出活塞外表面熱邊界條件，在ABAQUS有限元分析軟件中進行活塞的溫度場計算。
　　(2)以活塞溫度場理論為依據(jù)，充分考慮了熱負荷理論及傳熱學理論，使用硬

3、度塞法測量活塞溫度場對活塞有限元溫度場的計算結果進行試驗驗證，并通過活塞溫度場試驗獲取活塞表面關鍵位置的溫度值，試驗獲得的溫度值與有限元計算獲得的溫度值基本一致。
　　(3)利用ABAQUS軟件對活塞進行強度分析，并完成了活塞的疲勞分析。分別計算活塞的熱應力、機械應力和熱機耦合應力，計算活塞在熱應力及熱機耦合應力下的形變，得出不同工況下活塞的應力值和變形值及危險部位，對活塞設計起到指導作用。根據(jù)分析結果，對活塞高溫部位的燃燒室和頂