【正文】 學(xué)會(huì)了合作，學(xué)會(huì)了寬容，學(xué)會(huì)了理解，也懂得了什么是團(tuán)隊(duì)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(diǎn)位移最大值為 ；節(jié)點(diǎn)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(diǎn)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(duì)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(duì)其結(jié)構(gòu)分析 和設(shè)計(jì)，長(zhǎng)期以來(lái)采用試驗(yàn)分析和經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(jì)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(diǎn)時(shí)，活塞頂部所受的壓力 P大約 為 3MPa,活塞銷(xiāo)孔 通過(guò) 活塞銷(xiāo) 的 作用 而達(dá)到平衡 。活塞缸位序號(hào)、加大尺寸、安裝向前標(biāo)記等一般也刻在活塞頂部。 （ 4）活塞銷(xiāo)座。鋁基復(fù)合材料的價(jià)格相對(duì)比較便宜，在工業(yè)體系中對(duì)鋁金屬的加工利用也相對(duì)比較成熟，在這方面的研究與生產(chǎn)都相對(duì)成熟，具有更高的可靠性。目前，針對(duì)活塞零件進(jìn)行試驗(yàn)分析主要分為兩類(lèi)，溫度場(chǎng)下產(chǎn)生的熱疲勞試驗(yàn)和機(jī)械交變載荷作用下的機(jī)械疲勞試驗(yàn)。 在此基礎(chǔ)上，對(duì)每一單元根據(jù)分塊近似的思想，假設(shè)一個(gè)簡(jiǎn)單的函數(shù)來(lái)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(guò)虛功原理求每個(gè)單元的平衡方程，就是建立單元節(jié)點(diǎn)力與節(jié)點(diǎn)位置之間的關(guān)系。 活塞在工作時(shí)，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(dòng)，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(jì)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(diǎn)位移最大值為 ；節(jié)點(diǎn)變形結(jié)果中最小的解為 ；節(jié)點(diǎn)變形結(jié)果中最大的解為 。我想這對(duì)我以后的學(xué)習(xí)和工作都將會(huì)有很 大的幫助盡管實(shí)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(huì)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(bào) 2021 年 3 月 【 2】孫康寧 尹衍升 李?lèi)?ài)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(guó)華等 工程力學(xué)課程設(shè)計(jì)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(cè) 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(guó)華等編寫(xiě) 工程力學(xué)課程設(shè)計(jì)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(guó)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(shí)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(diǎn)位移最大值為 ；節(jié)點(diǎn)變形結(jié)果中最小的解 19 為 ；節(jié)點(diǎn)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(gè)單元，共 30074 個(gè)節(jié)點(diǎn)。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(diǎn)處相連。由于冷熱不均勻所產(chǎn)生的熱應(yīng)力，會(huì)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(jì)是否合理，將直接關(guān)系到發(fā)動(dòng)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(diǎn)之一?；钊共块_(kāi)槽會(huì)降低其強(qiáng)度和剛度，一般只適用于負(fù)荷較小的發(fā)動(dòng)機(jī)。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) （ 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(jì) 方案的擬訂 ：設(shè)計(jì)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(duì)分析結(jié)果的影響 ） 加載 （說(shuō)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(shuō)明計(jì)算的結(jié)果大小和危險(xiǎn)點(diǎn)的部位） 分析結(jié)果評(píng)價(jià) （通過(guò)結(jié)果比較說(shuō)明現(xiàn)有結(jié)構(gòu)是否合理） 設(shè)計(jì)小結(jié)（設(shè)計(jì)體會(huì)、本次 設(shè)計(jì) 的優(yōu)缺點(diǎn)及改進(jìn)意見(jiàn)等） 參考資料（資料的編號(hào) [ ]，作者，書(shū)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(hào)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(shí)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(píng)價(jià) 周三 課程設(shè)計(jì)總結(jié)； 周四 編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；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(huì)使用指定的單元對(duì)有限元分析模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，也能對(duì)一些簡(jiǎn)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(shí)來(lái)確定模型的約 束條件和受力的類(lèi)型； 4 6. 會(huì)使用有限元分析軟件對(duì)有限元分析模型進(jìn)行計(jì)算； 7. 能熟練掌握有限元分析后處理過(guò)程，并對(duì)計(jì)算結(jié)果作出正確的評(píng)價(jià)； 8. 掌握使用有限元分析方法對(duì)機(jī)械構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程；