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论文 柴油机活塞温度特性及热应力分析，共51页，13348字
[摘要] 活塞是内燃机的关键零部件之一，它的工作情况直接关系到内燃机的工作可靠性和使用耐久性，同时影响其排放性能。活塞在高压气体燃烧下使其顶部乃至整个活塞温度很高，且温度分布很不均匀，导致活塞产生热应力和热变形。因此对活塞进行温度场和应力场共同作用的耦合应力场进行有限元分析，了解活塞的热负荷和综合应力分布情况，进而改进活塞，提高其工作可靠性具有重要意义。
[关键词] 活塞 温度场 耦合场 有限元 应力场

目录
1 绪论 4
1 1.1 选题的意义 4
2 1.2 柴油机传热发展及研究的现状 4
3 1.3 本文的研究内容 7
2 型活塞温度场有限元理论分析 8
4 2.1 导热微分方程及定解条件 8
2.1.1 导热微分方程 8
2.1.2 定解条件 9
5 2.2 热弹性的基本方程及定解条件 9
2.2.1 平衡方程 9
2.2.2 几何方程 10
2.2.3 物理方程 10
2.2.4 边界条件 11
6 2.3 边界条件确定的原则和方法 11
2.3.1 边界条件概述 11
2.3.2 燃气对活塞顶部的放热系数和燃气平均温度 13
2.3.3 缸套与冷却水之间的放热系数 15
2.3.4 活塞环区的放热系数 16
2.3.5 活塞裙部的放热系数 16
2.3.6 火力岸的放热系数 17
2.3.7 活塞内腔的放热系数 17
2.3.8 计算得到的活塞稳态边界条件 17
3 型活塞的三维有限元分析 19
7 3.1 型活塞概述 19
3.1.1 材料属性 19
3.1.2 单元类型的选择 19
8 3.2 有限元模型的建立 19
3.2.1 实体模型的简化 19
3.2.2 网格划分情况 21
9 3.3 活塞温度场的计算结果及分析 23
3.3.1 活塞温度场的分布图 23
10 3.4 活塞耦合场的计算结果及分析 27
3.4.1 活塞合位移等值线图 27
3.4.2 活塞等效应力等值线图 31
11 3.5 对活塞的改进设计意见 35
4 型活塞的改进方案 36
12 4.1 改进方案概述 36
4.1.1 材料属性 36
4.1.2 单元类型的选择 36
4.1.3 实体模型的简化 37
4.1.4 有限元模型的网格划分 37
4.1.5 活塞稳态边界条件 37
13 4.2 改进方案结果后处理及分析 38
4.2.1 温度场计算结果 38
4.2.2 变形前后示意图 40
4.2.3 合位移等值线图 41
4.2.4 等效应力等值线图 42
5 活塞热应力的三维数值模拟过 44
14 5.1 活塞的热破坏形式 44
15 5.2 热应力分析边界条件的确定 44
5.2.1 有限元模型的建立 45
5.2.2 边界条件及载荷 45
16 5.3 热应力计算结果及分析 45
17 5.4 热应变结果及分析 45
6结论与展望 48
18 6.1 结论 48
6.2 对后期研究和展望 48
致 谢 49
参考文献 50