活塞环热传导及强度分析

作     者：孙秀永 

作者单位：合肥工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王虎

授予年度：2017年

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：内燃机 活塞环 强度 热传导 Eclipse ANSYS 

摘      要：活塞环作为内燃机最重要的零部件之一,其性能好坏直接影响到内燃机的动力性、经济性、可靠性以及环保性,如何有效地解决活塞环由于性能不足引发的负面影响,一直困扰着科研工作者,因此有必要对活塞环的强度和热传导进行深入研究。本文以某型号发动机活塞环为研究对象,首先对活塞环的套装应力进行了分析,并利用Eclipse与ANSYS自带的二次开发工具APDL开发出了活塞环套装应力自动检测系统,其次,对机械负荷下的活塞环应力和变形进行了分析,这里包括活塞环由自由状态到装配状态下的应力变化、活塞环爆发压力下的应力和变形分布。然后,在构建完整的活塞—活塞环系统模型的基础上,分析了多负荷共同作用下活塞和活塞环的稳态温度场及其应力和变形,最后对热—机耦合作用下的活塞环疲劳寿命进行了预测。结果表明:活塞环应力与变形受燃气压力作用的影响最小,温度载荷引起的应力与变形影响稍大,影响活塞环应力和变形的最主要因素来源于活塞环装配过程中缸套的接触压力;根据热-机耦合分析获得的活塞环疲劳寿命云图分析可以看出,活塞环的疲劳寿命设计基本合理。