会议专题

某组合式活塞三维温度场与应力场分析研究

本文以热负荷较大的某天然气发动机的铝合金活塞为研究对象,利用Pro/E建立活塞的三维实体模型后,导入ANSYS有限元分析软件,借助有限元分析软件ANSYS对其进行温度场分析计算,得到活塞的三维温度场分布情况,数值计算结果表明了活塞温度场的分布情况,为活塞的结构改进和优化提供了依据.耦合应力场的最大应力值在活塞顶小孔和喉口附近,该位置处的温度较高,热应力相对比较大,而且表面不平整,属于活塞的危险区域,应该加工圆倒角,以缓解应力集中;还有活塞顶圆孔附近应力也比较大,因为此处结构比较薄弱,受到的机械负荷比较大,虽然下面就是冷却腔,温度不是很高,但还是产生了应力集中,是活塞的又一危险区域,在加工时应要倒圆角。活塞裙的主要应力集中在销孔顶部,并向两边逐渐减小,有应力集中现象,是活塞裙最危险的区域,会导致活塞裙部失圆,产生椭圆变形。活塞的耦合变形场最大变形量在活塞顶的边缘处,变形规律与热应力单独作用是类似;机械负荷单独作用时最大变形量是在活塞顶中央的圆孔处,但耦合之后,该处的变形很小,所以活塞的热负荷和机械负荷在变形方面是相互抵消的。

天然气发动机 组合式活塞 三维模型 温度场 发动机 应力场

陈霄 刘晶晶 刘友

哈尔滨工程大学 动力与能源工程学院,哈尔滨 150001

国内会议

中国内燃机学会2012年学术年会暨测试技术分会、油品与清洁燃料分会和吉林省内燃机学会联合学术年会

长春

中文

65-70

2012-10-11(万方平台首次上网日期,不代表论文的发表时间)