铝合金活塞热力学性能的优化设计任务书.doc

毕业设计任务书 院(系) 机械工程学院 专业班级 xxxx 学生姓名 xxxx 一、毕业设计题目 铝合金活塞热力学性能的优化设计 二、毕业设计工作自___2014___年__ 12 _月__9__日 起至___2015____年 6 月__20__日止 三、毕业设计进行地点: 车辆工程教研室及实验室 四、毕业设计内容要求： 发动机铝合金活塞在气体压力、往复惯性力等周期性载荷作用下产生很大的机械变形和机械应力；在灼热的燃气作用下，还产生很大的热变形和热应力。热应力与机械应力迭加可导致铝合金活塞的表面破坏，而热变形与机械变形迭加可导致拉缸。该学生必须熟悉柴油机活塞的基本结构，掌握传热学、内燃机学和工程热力学的相关知识，具有一定的有限单元法方面的知识。 本题目通过对铝合金活塞的结构特征、失效形式及其原因等方面进行探讨，特别是利通有限元软件对薄弱环节进行仿真计算，提出设计时的参考因素。课题采用有限元分析软件建立了三维实体有限元模型，模拟稳态下活塞的温度场，以及气体燃烧压力、往复惯性力和热负荷共同作用下整体活塞的综合变形与应力。通过对铝合金活塞的热力学问题进行仿真研究、提出优化设计的方案。 通过该课题的实施使学生对内燃机活塞在循环运动过程中的温度变化有深刻的认识，掌握有限单元法和ANSYS的一些计算方法和数据处理方法，初步掌握固体力学和热力学有限元问题的处理方法，能够独立应用有限元软件解决较简单的数学模型。该学生要完成以下设计内容: 1.选取一种典型的钢顶组合活塞，查阅基本参数并测绘其主要尺寸。 2.对所选择的组件进行简化和三维作图,获得其实体模型。 3.在有限元分析软件ANSYS中对所建立的实体模型进行基本参数设定，应符合所选组件的实际情况，并设定其边界条件，研究该活塞在不同边界温度条件下的温度场和热流分布。 4.考虑温度场对机活塞的影响，用耦合分析方法解决其热应力、热应变问题。 5.改变冷却方案，重复以上的计算，采用经典的热力学方法校核。 6.综合以上计算结果，进行数据比较，撰写毕业设计论文。 指 导 教 师 xxx 系(教 研 室) xxxxxxxxxxxxx 系(教研室)主任签名 批准日期 接受设计任务开始执行日期 学生签名