【正文】 銷座底部外側(cè)壓縮，產(chǎn)生機械應(yīng)力。還可以發(fā)現(xiàn)在活塞銷座上部內(nèi)側(cè)與活塞內(nèi)腔頂部區(qū)域的應(yīng)力也很大，為：，這里是活塞銷座上部設(shè)計出大塊加強筋的原因?；钊紵覂?nèi)綜合應(yīng)力都比較小，只是活塞銷正上方的燃燒室底部綜合應(yīng)力較大，為：。第一，二環(huán)槽下沿的綜合應(yīng)力較小，為：，活塞環(huán)槽區(qū)主要是熱負(fù)荷作用，油環(huán)槽由于同時還受到活塞銷的支反力，所以綜合應(yīng)力較大?；钊麅?nèi)腔頂部中心綜合應(yīng)力相對較小，因為只受到熱應(yīng)力的作用，受到機械載荷的影響較小?；钊共康木C合應(yīng)力較小，大都在10MPa以下。圖510 和 圖511 為活塞熱負(fù)荷和機械負(fù)荷耦合位移云圖，在機械應(yīng)力和熱負(fù)荷的綜合作用下，活塞的最大變形在燃燒室偏置一側(cè)的活塞頂和火力岸還有活塞裙部底端，為：，活塞最小變形在內(nèi)腔頂部中央。對活塞銷座進(jìn)行了嚴(yán)格的約束，約束位移為：0mm。但是在活塞實際工作過程中，活塞銷受到活塞通過銷座接觸副傳過來的力和熱量，都會引變形。所以在圖510中，活塞銷座附近的變形為：0mm。這是此次分析中的不足之處。圖512顯示出活塞的變形方向，由于活塞裙部主推力一側(cè)比次推力一側(cè)變形量大，活塞變形方向主要是徑向向里和活塞軸線向下，而活塞銷座和裙部的變形量都很小。 圖58 活塞熱力耦合云圖 圖59 活塞內(nèi)腔熱力耦合云圖 圖510 活塞熱力耦合位移云圖 圖511 活塞熱力耦合內(nèi)腔耦合位移云圖 圖512 活塞熱力耦合外形變化 本章小結(jié)本章分析了活塞的熱應(yīng)力和熱變形，分析了對活塞應(yīng)力和變形有主要影響的機械負(fù)荷，確定了機械負(fù)荷和熱負(fù)荷綜合分析的邊界條件，進(jìn)行了有限元分析，得到以下結(jié)論：活塞僅受熱負(fù)荷時，熱應(yīng)力的最大值出現(xiàn)在油環(huán)槽的下部外側(cè)，和活塞內(nèi)腔頂面，其值為：。內(nèi)腔頂部，油環(huán)槽下沿和活塞銷座上方外側(cè)的熱應(yīng)力都比較高，活塞其他地方位置的熱應(yīng)力較小?；钊鹆Π逗突钊斆娴倪吘墳榛钊淖畲鬅嶙冃挝恢?，其值為：?；钊共康呐蛎涀冃畏较蚺c活塞銷軸線垂直，使得活塞裙部趨于長軸在活塞銷座上的橢圓。耦合機械負(fù)荷和熱負(fù)荷兩種載荷后，活塞最大的應(yīng)力為：，在活塞銷座上端?；钊铜h(huán)槽內(nèi)側(cè)與活塞內(nèi)腔頂部鏈接處的綜合應(yīng)力也比較大?；钊淖畲笞冃翁幵诨钊斉c火力岸的邊緣，活塞的最小變形在內(nèi)腔中央。6 總結(jié)本文主要是對2100T二甲醚發(fā)動機的活塞進(jìn)行設(shè)計，主要研究和結(jié)論如下：（1） 活塞的最高溫度（）出現(xiàn)在燃燒室喉口邊緣處，最低溫度出現(xiàn)在活塞裙部底部()；第一環(huán)槽的溫度()是溫度梯度和熱流密最大處其值為：(106W/m2)。（2） 表61列舉了活塞材料ZL109隨溫度變化的強度，參考表61我們分析在溫度載荷作用下，活塞膨脹產(chǎn)生熱應(yīng)力和熱變形，熱應(yīng)力的最大值()，出現(xiàn)在有環(huán)槽的下部，遠(yuǎn)小于活塞材料的屈服強度；由于溫度梯度較大，活塞內(nèi)腔頂部中央，油環(huán)槽下沿?zé)釕?yīng)力都比較高。活塞銷孔下端周圍受熱膨脹由于受到活塞銷的牽制也產(chǎn)生較高的熱應(yīng)力?；鹆Π逗突钊斆娴倪吘墳榛钊淖畲笞冃挝恢谩１?1 ZL109的強度溫度150℃250℃350℃抗拉強度（MPa）230180100抗壓強度（MPa）22517095（4） 參照表61，在機械負(fù)荷和熱負(fù)荷耦合的作用下，活塞最大的應(yīng)力()，位于活塞銷座上端內(nèi)側(cè)，小于活塞在該溫度下的屈服強度。貯油孔壁下端和活塞銷座上端綜合應(yīng)力也比較大?；钊淖畲笞冃螢椋?，出現(xiàn)于活塞項與火力岸的邊緣，在燃燒室偏置的一側(cè)，小于活塞與氣缸配合間隙?；钊淖钚∽冃卧趦?nèi)腔頂部。從活塞頂部到裙部變形量逐漸減小?；钊^部的變形比活塞僅受熱負(fù)荷時小。經(jīng)過分析參照設(shè)計資料提出改進(jìn)措施：1）通過機油冷卻活塞。從連桿小頭上設(shè)計噴油孔，或者將噴油嘴安裝在機體上，向內(nèi)腔頂部噴射機油；在內(nèi)腔設(shè)計環(huán)形油腔通過機油振蕩冷卻活塞。2）活塞表面處理。用硬模陽極氧化的方法處理活塞頂部表面，或在活塞頂表面涂上、鍍上絕熱層，形成耐熱層，增大熱阻，使高溫燃?xì)庀蚧钊攤鬟f的熱量減少。3)活塞環(huán)處理。在第一環(huán)槽上方設(shè)計隔熱槽；在燃燒室喉口處第一環(huán)槽鑄入耐熱護(hù)圈增加其耐磨性能。如圖61所示:圖61 活塞改進(jìn)4）在熱力耦合分析下，在活塞內(nèi)腔與活塞銷座鏈接處的應(yīng)力較大，在此處應(yīng)設(shè)計出加強筋?？偨Y(jié)和體會在用Ansys軟件對活塞熱力耦合過程中，我遇到了不少問題，有些是超出自己的能力范圍的，每當(dāng)無法實現(xiàn)自己的想法或是運行出現(xiàn)問題時，情緒就會浮躁，在同學(xué)和老師的幫助下，經(jīng)過努力，終于完成了本次畢業(yè)設(shè)計。越是不懂的東西越要去學(xué)，在學(xué)習(xí)的過程中，你會收獲很多。指點是學(xué)習(xí)最有效的方法，有些問題你苦思不得其解時，旁人指點一下，你就會恍然大悟。既節(jié)省時間又提高效率。通過學(xué)習(xí)，你會發(fā)覺自己的知識儲備量在遞增，當(dāng)達(dá)到一定量時，就會感覺頭腦很充實，在完成任務(wù)方面也輕松多了。此次畢業(yè)設(shè)計，我花費了不少時間，完成了不少工作量，終于有了結(jié)果。這是自己辛勤勞動的結(jié)果。這段時間忙碌而充實，辛苦但收獲快樂。所有的工作都完成了就等著畢業(yè)答辯了。在整個畢業(yè)論文設(shè)計的過程中我學(xué)到了不少東西，做任何事情都要有正確的態(tài)度和良好的心態(tài)。有些輕微的差錯都有可能會造成嚴(yán)重的后果。當(dāng)問題苦思未果時，要適當(dāng)?shù)恼埱髱椭?，不要為了所謂的面子羞于向他人請教，充實自己才是最重要的。同學(xué)之間要互相幫助，幫助別人的同時自己也在加深記憶。在完成任務(wù)的過程中耐心和毅力是很重要的，同時也要善于聽取他人的意見，取長補短，這樣做起事情來才會事半功倍。畢業(yè)設(shè)計的順利完成，得益于指導(dǎo)老師和同學(xué)的幫助，感謝他們給我提出了許多寶貴的意見和建議。此外，還得感謝大學(xué)期間傳授給我知識的老師，是他們的悉心教導(dǎo)，使我有了好的專業(yè)知識，這也是論文得以完成的基礎(chǔ)。致 謝 本文是在導(dǎo)師閆妍的悉心指導(dǎo)下完成的。感謝閆老師在學(xué)習(xí)和研究中的指導(dǎo)、教誨和對我的信任，閆妍老師科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)和對教學(xué)精益求精的態(tài)度一直深深影響著我，使我終生難忘。在論文的構(gòu)思以及設(shè)計內(nèi)容耐心的督促指導(dǎo)，提出新的問題，使我做了許多有益的思考，深受啟發(fā)和教育，使得我的畢業(yè)課題能夠深入地進(jìn)行下去。 感謝同組的同學(xué)一直以來對我生活和學(xué)習(xí)上的幫助，感謝譚波和陳宗偉在ANSYS軟件上對我的指導(dǎo)． 感謝廖壽強和張超提供了寶貴的資料，感謝09級汽發(fā)1班的全體同學(xué)，從你們身上我學(xué)到了很多有益的東西。 感謝母校西華大學(xué)，是她提供了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和生活環(huán)境，讓我四年的生活豐富多姿，為我的人生留下精彩的一筆。 特別感謝我深愛著的父母和親人，感謝你們生活上無微不至的照顧和對我學(xué)業(yè)的支持、理解和鼓勵。 感謝所有關(guān)心、指導(dǎo)和幫助過我的老師和同學(xué)們！【參考文獻(xiàn)】[1] [D].，2009；[2] load of tuned piston[J].Archives of civil and mechancal engineering ,2012（12）:342347；[3] 馮丹華. 非標(biāo)柴油二甲醚混合燃料在增壓柴油機上的應(yīng)用研究[D].，2011；[4] 劉國濤. 柴油摻燒二甲醚在柴油機上的應(yīng)用研究[D].，2002；[5] 郝瑞元. 二甲醚代柴油有優(yōu)勢[J]. 山西煤化工，2011（5）:7；[6] [J].（3）：12～14；[7] 趙明宇，高連新，[J] .,35（26）:8319；[8] Florian Pontzen。Waldemar Liebner。 methanol and DME –efficient technologies for industrial scale production[J],Catalysis Today ,2011,（01）：242250；[9] 袁兆成，方華，蘇巖等．內(nèi)燃機設(shè)計[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2008；[10] [M].北京：國防工業(yè)出版社，1995；[11] [J].科學(xué)論壇，2011（13）：47；[12] [M].北京：機械工業(yè)出版社：2009；[13] [M].哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社；[14] 劉若南，紀(jì)云本，[J].汽車技術(shù)，1992（03）：7～9；[15] Mehmet Koray Loading and Surface Temperature Analysis of the Piston of a Small HSDI Diesel Engine[D],Michigan Technological University,2005；[16] [D].，2007；[17] [D].,2006；[18] [D].，2007；[19] [D].,2011；[20] [J].內(nèi)燃機與動力裝置，2009（03）:23～27；