【正文】 學(xué)會了合作，學(xué)會了寬容，學(xué)會了理解，也懂得了什么是團(tuán)隊精神。后面只觀察后七階的結(jié)果 圖 52 18 查看各階振型 （ 1）讀取子載荷步。 15 應(yīng)力 圖 46 Y 方向的應(yīng)力圖 圖 47 Y 方向的應(yīng)力圖 由圖 46 和圖 47 可以看出， Y 方向上的節(jié)點位移最大值為 ；節(jié)點應(yīng)力結(jié)果中最小的 解為 ，發(fā)生在內(nèi)孔與頂部的交界處；節(jié)點應(yīng)力結(jié)果中最大的解為，發(fā)生在兩圓孔表面處。單擊 Add..按 鈕，彈出 Library of Element Type 對話框。 有限元方法的運(yùn)用 活塞結(jié)構(gòu)為三維不規(guī)則的幾何體，而且所受載荷極為復(fù)雜，對其結(jié)構(gòu)分析 和設(shè)計，長期以來采用試驗分析和經(jīng)驗設(shè)計的方法。 綜上所述，活塞材料最終確定為鋁基復(fù)合材料 —— 鋁合金 5083H112。在高溫下仍有足夠的機(jī)械性能，使零件不致?lián)p。 （ 3）活塞裙部。 任務(wù) 組別 設(shè)計參數(shù) 尺 寸 載荷 尺寸 載荷 尺寸 載荷 尺寸 載荷 尺寸 載荷 1 a=φ30 b=φ 8 c=8 d=25 e=12 P=3 MPa a=φ31 b=φ 8 c=8 d=25 e=12 P=3 MPa a=φ32 b=φ 8 c=8 d=25 e=12 P= MPa a=φ33 b=φ 8 c=8 d=25 e=12 P=3 MPa a=φ 34 b=φ 8 c=8 d=25 e=12 P=3 MPa 2 a=φ32 b=φ 6 c=8 d=25 e=12 P=3 MPa a=φ32 b=φ 7 c=8 d=25 e=12 P=3 MPa a=φ32 b=φ 8 c=8 d=25 e=12 P= MPa a=φ32 b=φ 9 c=8 d=25 e=12 P=3 MPa a=φ 31 b=φ 10 c=8 d=25 e=12 P=3 MPa 3 a=φ32 b=φ 8 c=6 d=25 e=12 P=3 MPa a=φ32 b=φ 8 c=7 d=25 e=12 P=3 MPa a=φ32 b=φ 8 c=8 d=25 e=12 P= MPa a=φ32 b=φ 8 c=9 d=25 e=12 P=3 MPa a=φ 31 b=φ 8 c=10 d=25 e=12 P=3 MPa 2 工作中 當(dāng)活塞處于 壓縮行程 上頂點時，活塞頂部所受的壓力 P大約 為 3MPa,活塞銷孔 通過 活塞銷 的 作用 而達(dá)到平衡 ?；钊孜恍蛱枴⒓哟蟪叽?、安裝向前標(biāo)記等一般也刻在活塞頂部。 （ 4）活塞銷座。鋁基復(fù)合材料的價格相對比較便宜，在工業(yè)體系中對鋁金屬的加工利用也相對比較成熟，在這方面的研究與生產(chǎn)都相對成熟，具有更高的可靠性。目前，針對活塞零件進(jìn)行試驗分析主要分為兩類，溫度場下產(chǎn)生的熱疲勞試驗和機(jī)械交變載荷作用下的機(jī)械疲勞試驗。 在此基礎(chǔ)上，對每一單元根據(jù)分塊近似的思想，假設(shè)一個簡單的函數(shù)來近似模擬其位移分量的分布規(guī)律，即選擇位移模式，再通過虛功原理求每個單元的平衡方程，就是建立單元節(jié)點力與節(jié)點位置之間的關(guān)系。 活塞在工作時，由于氣體壓力作用在活塞頂部，特別是作功程壓力最大，這就是活塞產(chǎn)生了沖擊，并且承受側(cè)壓力的作用，隨著往復(fù) 14 運(yùn)動，產(chǎn)生的慣性力使活塞受到很大的附加載 圖 43 荷。 施加載荷 本設(shè)計求解自由模態(tài)，不需要施加任何載荷。 圖 57 第 8 階振型 圖 58 第 9 階振型 由圖 57 可以看出，總的節(jié)點位移最大值為 ；節(jié)點變形結(jié)果中最小的解為 ；節(jié)點變形結(jié)果中最大的解為 。我想這對我以后的學(xué)習(xí)和工作都將會有很 大的幫助盡管實習(xí)很短暫，但是我們都有所收獲，再次感謝周老師細(xì)心的指導(dǎo)，為了明天我會更加努力的奮斗！ 21 參考資料 【 1】仵亞紅 纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料的強(qiáng)化、韌化機(jī)制 北京石油化工學(xué)院學(xué)報 2021 年 3 月 【 2】孫康寧 尹衍升 李愛民 金屬間化合物 陶瓷基復(fù)合材料 [M] 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2021 年 5 月 【 3】張志忠、張麗芳、翁國華等 工程力學(xué)課程設(shè)計講義 上海理工大學(xué)力學(xué)教研室 2021 年 7 月 【 4】鄧凡平主編 有限元分析自學(xué)手冊 人民郵電出版社 2021 年 1月 【 5】龍 馭球，有限元法概論人民教育出版社， 1997 年 7 月 【 6】宋天霞 , 有限元法理論及應(yīng)用基礎(chǔ)教程， 2021 年 7 月 【 7】張志忠、張麗芳、翁國華等編寫 工程力學(xué)課程設(shè)計講義 上海理工大學(xué)力學(xué)教研室 2021 年 7 月 【 8】杜平安 于亞婷 有限元法原理建模及應(yīng)用 國防工業(yè)出版社 2021 年 8 月 【 9】商躍進(jìn)，王紅 有限元原理與 ANSYS 實踐 清華大學(xué)出版社 2021 年 7 月 【 10】謝龍漢 有限元法概論人民教育出版社 1997 年 7 月 。 圖 55 第 6 階振型 圖 56 第 7 階振型 由圖 55 可以看出，總的節(jié)點位移最大值為 ；節(jié)點變形結(jié)果中最小的解 19 為 ；節(jié)點變形結(jié)果中最大的解為 。劃分精度為 4，此模型劃分為 19153 個單元，共 30074 個節(jié)點。拾取頂面，單擊 OK 按鈕。 有限元離散化是假想把彈性連續(xù)體分割成數(shù)目有限的單元，并認(rèn)為相鄰單元之間僅在節(jié)點處相連。由于冷熱不均勻所產(chǎn)生的熱應(yīng)力，會使活塞頂部出現(xiàn)疲勞熱烈現(xiàn)象，因此，活塞部件的設(shè)計是否合理，將直接關(guān)系到發(fā)動機(jī)的可靠性、壽命、排放、經(jīng)濟(jì)性等至關(guān)重要的參數(shù)。高的耐磨性是鋁基復(fù)合材料（ SiC、 Al203 增強(qiáng)）的特點之一?；钊共块_槽會降低其強(qiáng)度和剛度，一般只適用于負(fù)荷較小的發(fā)動機(jī)。 結(jié)構(gòu)特點 （ 1）活塞頂部是燃燒室的組成部分，承受高溫氣體的壓力。 b設(shè)計 方案的擬訂 ：設(shè)計基礎(chǔ)和條件，有限元方法的運(yùn)用 ） 繪制平面圖、 創(chuàng)建 3D 有限元模型 （ 自底向上和自頂向下建模方式、從其他CAD 中建模后導(dǎo)入、比較分析他們的不同、選擇合適的網(wǎng)格劃分方式，指出劃分精度對分析結(jié)果的影響 ） 加載 （說明加載方式、部位） 、求解 （靜態(tài)和模態(tài)方式求解） 結(jié)果后處理 （截圖說明計算的結(jié)果大小和危險點的部位） 分析結(jié)果評價 （通過結(jié)果比較說明現(xiàn)有結(jié)構(gòu)是否合理） 設(shè)計小結(jié)（設(shè)計體會、本次 設(shè)計 的優(yōu)缺點及改進(jìn)意見等） 參考資料（資料的編號 [ ]，作者，書名，出版單位和出版年、月） 參照格式要求（字體大小、行間距、序號等） 三、進(jìn)度安排 第 15 周 周一 教師布置題目和內(nèi)容； 周二 學(xué)生查閱收集相關(guān)資料進(jìn)行 分析 ； 周三 繪制平面圖 ； 周四 創(chuàng)建 實體 模型； 周五 創(chuàng)建 有限元 模型 第 16周 周一 加載 _求解 _后處理； 周二 分析結(jié)果評價 周三 課程設(shè)計總結(jié)； 周四 編寫課程設(shè)計說明書；周五 答辯 ； 四、基本要求 1. 了解有限元分析的基本原理和方法； 2. 熟悉有限元分析軟件（ ANSYS）的圖形用戶界面和菜單； 3. 能熟練創(chuàng)建二維和三維有限元分析模型； 4. 會使用指定的單元對有限元分析模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，也能對一些簡單的有限元分析模型選擇合適的單元進(jìn)行網(wǎng)格劃分； 5. 能熟練使用工程力學(xué)的知識來確定模型的約 束條件和受力的類型； 4 6. 會使用有限元分析軟件對有限元分析模型進(jìn)行計算； 7. 能熟練掌握有限元分析后處理過程，并對計算結(jié)果作出正確的評價； 8. 掌握使用有限元分析方法對機(jī)械構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計的過程；