基于有限元分析的s195活塞的改進(jìn)設(shè)計(存儲版)
【正文】 和活塞銷座分布力的作用。 [5] 3．1三維實(shí)體建模 柴油機(jī)活塞是一個復(fù)雜的三維零件，由于活塞銷座的存在和內(nèi)腔形狀復(fù)雜，為了真實(shí)、客觀地反映出活塞的實(shí)際工作狀況，在對其進(jìn)行有限元分析時，應(yīng)取活塞整體作為三維有限元的分析模型。一般的比例為H3=(~)H2，即：H3==50mm 圖6活塞銷座尺寸選用鋼性銷座,銷座內(nèi)孔直徑d =35mm, 銷座長度lp=22mm(1)銷座外徑db=~,即db==50mm。 活塞環(huán) （1）活塞環(huán)數(shù) 對于高速機(jī)，氣環(huán)一般為2~3環(huán)，油環(huán)一般為1~2環(huán)；為了降低活塞高度，減少活塞質(zhì)量，將裙部的油環(huán)去掉，采用三道氣環(huán)，一道油環(huán)結(jié)構(gòu)。收口ω型，dh較小，喉口熱負(fù)荷高，為防止喉口開裂及便于制造，取β=90176。200℃時材料許用應(yīng)力σb=196 MPa，材料線膨脹系數(shù)β=106/℃，導(dǎo)熱系數(shù)λ=152W/(m活塞與活塞環(huán)相互摩擦，為使其工作性能達(dá)到最佳化，在選用原材料和工作面的涂覆材料方面，首先應(yīng)考慮兩者間的匹配性。的位置。[1]柴油機(jī)工作過程估算在設(shè)計或研制一臺柴油機(jī)時起到以下幾個方面的作用：（1）通過估算可以初步了解與掌握各熱力參數(shù)之間的內(nèi)在聯(lián)系，供柴油機(jī)在設(shè)計改進(jìn)時進(jìn)行分析和調(diào)整試驗(yàn)時作參考。熱應(yīng)力與機(jī)械應(yīng)力迭加可導(dǎo)致活塞破壞，而熱變形與機(jī)械變形迭加可導(dǎo)致拉缸。 Internal Combustion Engine.目錄引言................................................................1...............................1 熱力計算........................................................2 原始參數(shù)及己知條件............................................2 選定參數(shù)......................................................3 氣缸工作過程計算..............................................3 示功圖繪制...................................................6 動力計算........................................................82． 活塞主要尺寸設(shè)計及強(qiáng)度計算......................................11 活塞的工作條件、材料以及設(shè)計要求................................11 主要尺寸設(shè)計...................................................12 燃燒室尺寸...................................................12 頂岸高度.....................................................13 活塞環(huán).......................................................14 活塞頂厚度...................................................15 裙部長度.....................................................15 銷座設(shè)計.....................................................15 活塞強(qiáng)度計算..................................................163. 活塞有限元分析..................................................183．1 三維實(shí)體建模...................................................183．2 有限元網(wǎng)格劃分.................................................193．3 機(jī)械負(fù)荷分析...................................................19 計算工況及載荷確定...........................................19 載荷施加過程.................................................20 有限元分析結(jié)果...............................................23結(jié)束語 ............................................................26致謝...............................................................27參考文獻(xiàn)...........................................................28引言柴油機(jī)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所必需的動力機(jī)械，涉及農(nóng)、林、牧、副、漁各部門及其產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后各作業(yè)環(huán)節(jié)。 ANSYS 。在灼熱的燃?xì)庾饔孟?，還產(chǎn)生很大的熱變形和熱應(yīng)力。它還具有計算簡單及便于掌握應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)。)Pcx1008060402010Pz7．847Pbx20406080100 其中最高爆發(fā)壓力Pz一般出現(xiàn)在上止點(diǎn)后7176。其主要優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)量輕且導(dǎo)熱性能好。本文所要分析的活塞的材料為ZL109共晶硅鋁合金，在常溫下，彈性模量為E= 1010 Pa，泊松比μ=，密度ρ=2 700 kg/m3，材料的許用應(yīng)力為σb=260 M Pa。）三種。高速柴油機(jī)鋁活塞h/~，取h/D=，即h==14mm。其大小可按下列公式估算： (39) 式中； B —— 考慮燃燒室形狀影響的系數(shù)，對平頂活塞B=，對深坑形燃燒室活塞 B=1；高速柴油機(jī)的H2/~，即 ：H2==上、下裙長應(yīng)有恰當(dāng)?shù)谋壤?，上裙長度H4過小，易產(chǎn)生尖峰負(fù)荷造成活塞拉毛及擦傷。ANSYS軟件是一個非常成功的通用有限元分析軟件，它融合了結(jié)構(gòu)流體、電場、磁場、聲場、熱傳導(dǎo)等領(lǐng)域及靜力學(xué)、動力學(xué)及邊界耦合問題分析于一體，由世界上最大的有限元分析軟件公司之一的美國ANSYS公司開發(fā)，它能與多數(shù)CAD軟件（如Pro/ENGINEER、NUSTRAN、IDEAS、AutoCAD）及機(jī)械仿真軟件（如ADAMS）接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換，是現(xiàn)在的設(shè)計中的高級CAE工具之一。附近[7]，連桿傳給活塞的力只偏離y軸2176。[8]由于建模時采用的是mm的長度單位，所以將模
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