110kw车用汽油机活塞结构设计及温度场分析开题报告
2020-02-18 07:02
1. 研究目的与意义（文献综述）
发动机是汽车的“心脏”，活塞是发动机的“中枢”，活塞的设计及制造水平对发动机的性能和可靠性起着决定性的作用.
活塞在发动机的工作过程中所受到的热应力与机械应力千变万化，活塞设计过程离不开对活塞的热负荷与机械负荷的研究，热负荷疲劳试验方面，国内的浙江大学、同济大学等高校进行了比较多的研究，在材料的高温蠕变研究方面，国内一些军工企业如航空航天等领域对此进行了一定研究，并走在了国内的前列，形成了一定的理论体系，尽管活塞与其他部件存在着比较大的差异，研究的结果不能通用，但是研究方法可以在活塞的热疲劳分析中是可以借鉴的。国内众多机构对材料进行了大量的机械疲劳试验，但多数局限于对普通材料的金属拉伸试验、金属高温拉伸试验等常规的试验手段，单独对活塞的机械负荷疲劳研究进行的机构及试验设备很少，大同70研究所、滨州渤海股份有限公司引进了德国英斯特朗公司生产的活塞液压脉冲疲劳试验台，可以模拟活塞在发动机中的受到的机械负荷情况，但由于试验设备所限，不能模拟活塞在发动机中所受到的热负荷， 现有的研究水平无法对活塞设计提供提供强有力的支持。
国外的一些活塞公司和研究院一直致力于通过研究活塞的疲劳可靠性等来进行有效的活塞结构设计，在技术发达国家、一些实力强劲的研究院及活塞设计生产机构如美国西南研究院、美国fm、德国马勒、日本ks等机构都持续进行活塞疲劳试验、理论及有限元等方面的研究，从而更好的进行产品的结构设计，除此之外，一些国外专家也针对活塞的设计及疲劳强度等进行了多方面的研究， yamauchi 等利用sic纤维对活塞进行强化，以提高活塞的疲劳寿命；busqiun首先提出指数形式的s-n曲线方程，成为了常规疲劳设计的基础，volt k等结合材料s-n曲线、有限元分析和断裂力学理论等研究了活塞寿命，使得活塞的可靠性研究领域迈出了一大步，也对活塞的结构设计提供了很大的参考依据。
2. 研究的基本内容与方案
2.1设计的基本内容
复习发动机设计相关知识理论,工程热力学相关知识理论，传热学相关知识理论，内燃机学相关知识理论，汽车构造相关知识理论，学习热能与动力机械基础相关知识理论，学习catia软件和有限元分析软件（ansys workbench),熟练掌握它们的功能和使用方法，进行110kw车用汽油机活塞结构设计及温度场分析，完成相应的热力过程计算以及110kw车用汽油机活塞结构参数的设计与计算，利用catia软件进行活塞结构设计并建立三维模型，运用有限元分析软件（ansys workbench）对活塞零件进行温度场分析。
2.2设计的目标
3. 研究计划与安排
| 周 次【2019】 | 工 作 内 容 |
| 毕业实习周 （2019.1.6~ 1.18） | 赴校外实习、搜集设计资料，并提交实习日记、实习报告。 |
| 毕业设计预备周 （2019.1.3-2019.1.18） | 确定指导教师人选，对未选好导师的学生进行调剂分配。确定选题志愿、校内搜集资料、消化资料。 |
| 1~ 2 （2.18~3.1） | 学生提交文献检索摘要。撰写开题报告。并完成网上提交开题报告。整理论文提纲、设计概要。 |
| 3~ 4 （3.4 ~ 3.15） | 进行外文翻译，并提交外文翻译译文。 |
| 5~ 6（3.18~ 3.29） | 设计类，下达绘图任务，开始绘图。 研究类，制定试验方案或下达编程任务，开始试验及编程。 |
| 7~ 8（4.1~ 4.12） | 继续完成绘图、试验或编程任务； 撰写毕业设计说明书（设计类）或论文（研究类）。 |
| 9 ~ 11（4.15~ 4.26） | 完成绘图、试验或编程； 完善毕业设计说明书、毕业论文； |
| 12（4.29~ 5.10） | 网上提交毕业设计说明书、毕业论文、绘图等附件材料； 提交答辩申请。 |
| 13~14（5.13~ 5.24） | 教师审阅毕业设计说明书（设计类）或论文（研究类）和（图纸），审查确定学生答辩资格并予以公示。 |
| 15（5.27～5.31） | 根据评阅意见修改毕业设计说明书、毕业论文，并网上提交；准备答辩PPT。 |
| 16（6.3~ 6.7） | 毕业设计答辩。 |
| 备注： | 此表是拟定时间。如有变化，以实际为准。 |
4. 参考文献（12篇以上）
[1]盛郭飞.浅谈内燃机的发展与展望[j].内燃机与配件,2018(20):74-75.
[2] 邓文强.三维cad技术在内燃机设计中的应用[j].技术与市场,2017,24(02):86.
[3] 葛超峰,杨满盈,李庭勇.汽油机活塞技术的现状与展望[j].内燃机与动力装置,2018,35(05):88-94.
