选题的目的和意义近年来，由于发动机强化程度的不断提高，发动机的转速、平均有效压力和活塞平均速度都较以前有了大幅度的提高，因此发动机的热负荷和机械负荷都增加了。而活塞由于在发动机中的重要作用，是汽车发动机的“心脏”，承受交变的机械负荷和热负荷，是发动机中工作条件最恶劣的关键零部件之一。因此进行活塞强度校核计算的研究有着重要意义，使活塞既要有足够的强度、刚度的同时也要要求活塞质量小、重量轻，导热性好、耐高温、高压、腐蚀，有充分的散热能力等，尽可能在设计和制造方面有很大的改变和提高，这样才能满足现实社会高要求的标准。83965
内燃机缸内传热和热应力计算及计算机辅助优化设计已成为一大研究课题。热负荷水平常用零件工作的最高温度、局部不同方向的温度梯度及对应的热应力、热应变和零件局部承受的低频和高频热疲劳来评价。所以用有限元法对活塞进行热强度和热负荷分析具有重要得意义。有限元法是最近三四十年发展起来的一种非常有效的数值计算方法。它能对实际工程中几何形状不规则、载荷和支承情况复杂的各种结构进行变形计算、应力分析和动态特性分析。对活塞采用有限元分析方法大致分为网格模型的建立和边界条件的确定。有限元网格模型的建立是采用有限元分析方法求解问题的先决条件,在整个求解过程中,它通常具有最大的工作量。从某种意义上说，有限元模型建立的合理性直接影响计算结果的精度。目前，内燃机活塞有限元模型的生成方式主要有（1）取部分活塞建立对称有限元模型；例如,一些型号的内燃机活塞在几何结构上具有对称性,只需要选用二分之一或四分之一的活塞建立有限元模型,这种处理方法不仅对活塞的工作过程可以进行较好的模拟,还减少了分析计算量,缩短了计算时间。例如吴昌华[1]取的是活塞1/4,何秉初[2]采用的是活塞1/2模型。（2)取活塞整体建立非对称有限元模型严格地说,活塞的几何形状、工作环境、受力状态是不对称的。尤其对于存在油孔、偏置燃烧室、复杂内腔形状等论文网
活塞进行有限元分析时,仍需要建立其整体的三维模型,而不能进行对称化总之,在计算能力允许、模拟时间不至于过长等情况下,应该尽量使用整体模型进行有限元分析,这不仅更加贴近实际的工作状况,也可以更加直观、准确的输出模拟结果。文献[3-5]在处理模型时都根据活塞的特点建立了整体模型。（3）取活塞组（活塞、活塞环、气缸套和活塞销的组合)建立三维耦合模型。单独对活塞结构进行计算能够在一定程度上简化计算，针对性强，但是用给定的烧室壁面平均温度作边界条件会给热平衡计算带来误差；研究活塞传热问题时，由于活塞和虹套之间润滑油膜的存在使得难以确定合适的边界条件。因此选用活塞组和缸套的耦合模型进行温度场计算分析。耦合模拟方法通过活塞组各部件间的实际关系建立模型,给出连接部分的边界条件,可以分析出这些关键部位的温度分布。近年来,对活塞进行藕合模拟的有限元分析发展较快,例如文献[6-8]对活塞组的耦合模型开展了相关研究。
参考文献：
[1]吴昌华等,用微机计算柴油机零部件的变形与应力，计算结构力学及其应用。2001，8（2）：196-201
[2]何柄初等，1/2活塞模型的三维有限元分析。内燃机学报。2000,8（2）
[3]薛明德,丁宏伟,王利华。柴油机活塞的温度场、热变形与应力三维有限元分析[J]兵工学报,2001(01):11-14。
[4]叶晓明,阂作兴,陈国华等。柴油机活塞温度场试验研究及三维有限元分析[J]华中科技大学学报(自然科学版),2002,3。46-48 四缸发动机活塞的强度校核计算开题报告:http://www.youerw.com/kaiti/lunwen_99277.html