| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-8页 |
| 第1章 绪论 | 第15-33页 |
| 1.1 研究意义和背景 | 第15-16页 |
| 1.2 内燃机活塞的研究现状 | 第16-24页 |
| 1.2.1 内燃机活塞材料改进 | 第16-18页 |
| 1.2.1.1 铝基复合材料改进 | 第16-17页 |
| 1.2.1.2 锻钢材料改进 | 第17页 |
| 1.2.1.3 陶瓷材料改进 | 第17页 |
| 1.2.1.4 碳复合材料改进 | 第17-18页 |
| 1.2.2 内燃机活塞结构改进 | 第18-22页 |
| 1.2.3 内燃机活塞制造工艺改进 | 第22页 |
| 1.2.4 内燃机活塞轻量化改进 | 第22-24页 |
| 1.2.4.1 活塞结构轻量化改进 | 第23页 |
| 1.2.4.2 活塞材料轻量化改进 | 第23-24页 |
| 1.3 仿生技术的研究现状 | 第24-30页 |
| 1.3.1 形态仿生研究 | 第24-25页 |
| 1.3.2 结构仿生研究 | 第25-29页 |
| 1.3.2.1 减阻表面仿生研究 | 第25-26页 |
| 1.3.2.2 疏水自洁表面仿生研究 | 第26页 |
| 1.3.2.3 变色表面仿生研究 | 第26-27页 |
| 1.3.2.4 耐磨抗冲蚀表面仿生研究 | 第27-29页 |
| 1.3.3 材料仿生研究 | 第29-30页 |
| 1.4 主要研究内容 | 第30-33页 |
| 第2章 仿生活塞设计及其热-机耦合有限单元分析 | 第33-65页 |
| 2.1 引言 | 第33页 |
| 2.2 标准活塞建模及内燃机工况分析 | 第33-34页 |
| 2.2.1 标准活塞建模 | 第33-34页 |
| 2.2.2 受试内燃机工况分析 | 第34页 |
| 2.3 标准活塞动力学分析 | 第34-39页 |
| 2.3.1 标准活塞顶部燃气压力 | 第34-35页 |
| 2.3.2 标准活塞二阶动力学分析 | 第35-39页 |
| 2.4 标准活塞热-机耦合有限单元分析 | 第39-42页 |
| 2.5 仿生活塞设计及正交试验方案确定 | 第42-48页 |
| 2.5.1 仿生横条纹形活塞设计及正交试验方案确定 | 第42-46页 |
| 2.5.2 仿生竖凹槽形活塞设计及正交试验方案确定 | 第46-48页 |
| 2.6 仿生活塞热-机耦合有限单元分析 | 第48-63页 |
| 2.6.1 仿生横条纹形活塞热-机耦合有限单元分析 | 第49-53页 |
| 2.6.2 仿生横条纹形活塞极差分析 | 第53-56页 |
| 2.6.3 仿生横竖凹槽形活塞热-机耦合有限单元分析 | 第56-60页 |
| 2.6.4 仿生竖凹槽形活塞极差分析 | 第60-63页 |
| 2.7 本章小结 | 第63-65页 |
| 第3章 仿生活塞疲劳特性研究 | 第65-106页 |
| 3.1 引言 | 第65页 |
| 3.2 活塞温度场边界条件计算 | 第65-72页 |
| 3.2.1 传热基本理论 | 第65-66页 |
| 3.2.2 温度场边界条件 | 第66页 |
| 3.2.3 受试活塞温度场边界条件确定 | 第66-72页 |
| 3.3 活塞疲劳寿命计算 | 第72-74页 |
| 3.3.1 影响活塞疲劳寿命的主要因素 | 第72-73页 |
| 3.3.2 内燃机热负荷分类 | 第73页 |
| 3.3.3 内燃机疲劳寿命预测模型 | 第73-74页 |
| 3.4 标准活塞与仿生横条纹形活塞疲劳寿命分析 | 第74-90页 |
| 3.4.1 标准活塞与仿生横条纹形活塞疲劳寿命计算 | 第74-83页 |
| 3.4.2 仿生横条纹形活塞疲劳寿命回归设计 | 第83-90页 |
| 3.5 标准活塞与仿生竖凹槽形活塞疲劳寿命分析 | 第90-104页 |
| 3.5.1 标准活塞与仿生竖凹槽形活塞疲劳寿命计算 | 第90-98页 |
| 3.5.2 仿生竖凹槽形活塞疲劳寿命回归设计 | 第98-104页 |
| 3.6 本章小结 | 第104-106页 |
| 第4章 仿生活塞润滑特性研究 | 第106-132页 |
| 4.1 引言 | 第106页 |
| 4.2 活塞裙部润滑模型 | 第106-112页 |
| 4.2.1 油膜压力计算 | 第106-107页 |
| 4.2.2 油膜厚度计算 | 第107-110页 |
| 4.2.3 活塞裙部平均剪切应力及摩擦力计算 | 第110-111页 |
| 4.2.4 活塞-缸套系统混合润滑状态分析 | 第111-112页 |
| 4.3 标准活塞与仿生横条纹形活塞润滑仿真分析 | 第112-122页 |
| 4.3.1 标准活塞与仿生横条纹形活塞裙部总体润滑情况分析 | 第114-116页 |
| 4.3.2 标准活塞与仿生横条纹形活塞裙部顶端润滑情况分析 | 第116-119页 |
| 4.3.3 标准活塞与仿生横条纹形活塞裙部中部润滑情况分析 | 第119-121页 |
| 4.3.4 标准活塞与仿生横条纹形活塞裙部底端润滑情况分析 | 第121-122页 |
| 4.4 标准活塞与仿生竖凹槽形活塞润滑仿真分析 | 第122-130页 |
| 4.4.1 标准活塞与仿生竖凹槽形活塞裙部总体润滑情况分析 | 第122-125页 |
| 4.4.2 标准活塞与仿生竖凹槽形活塞裙部顶端润滑情况分析 | 第125-127页 |
| 4.4.3 标准活塞与仿生竖凹槽形活塞裙部中部润滑情况分析 | 第127-129页 |
| 4.4.4 标准活塞与仿生竖凹槽形活塞裙部底端润滑情况分析 | 第129-130页 |
| 4.5 本章小结 | 第130-132页 |
| 第5章 仿生活塞耐久性台架试验 | 第132-148页 |
| 5.1 引言 | 第132页 |
| 5.2 内燃机耐久性试验台设计 | 第132-134页 |
| 5.2.1 试验台设计 | 第132-133页 |
| 5.2.2 试验方法 | 第133-134页 |
| 5.3 仿生活塞制备 | 第134-136页 |
| 5.3.1 试验用活塞选取 | 第134页 |
| 5.3.2 仿生活塞制造技术与加工工艺研发 | 第134-136页 |
| 5.4 试验数据检测及分析 | 第136-147页 |
| 5.4.1 磨损量检测及分析 | 第136-137页 |
| 5.4.2 温度检测及分析 | 第137-139页 |
| 5.4.3 粗糙度检测及分析 | 第139-147页 |
| 5.4.3.1 仿生横条纹形活塞与标准活塞粗糙度对比分析 | 第139-144页 |
| 5.4.3.2 仿生竖凹槽形活塞与标准活塞粗糙度对比分析 | 第144-147页 |
| 5.5 本章小结 | 第147-148页 |
| 第6章 仿生活塞机理分析 | 第148-156页 |
| 6.1 引言 | 第148页 |
| 6.2 仿生活塞机理分析 | 第148-153页 |
| 6.2.1 仿生活塞散热和分散集中应力机理分析 | 第148-151页 |
| 6.2.1.1 仿生横条纹形活塞散热和分散集中应力机理分析 | 第148-150页 |
| 6.2.1.2 仿生竖凹槽形活塞散热和分散集中应力机理分析 | 第150-151页 |
| 6.2.2 仿生活塞减磨机理分析 | 第151-152页 |
| 6.2.2.1 仿生横条纹形活塞减磨机理分析 | 第151-152页 |
| 6.2.2.2 仿生竖凹槽形活塞减磨机理分析 | 第152页 |
| 6.2.3 仿生活塞润滑机理分析 | 第152-153页 |
| 6.2.3.1 仿生横条纹形活塞润滑机理分析 | 第152-153页 |
| 6.2.3.2 仿生竖凹槽形活塞润滑机理分析 | 第153页 |
| 6.3 本章小结 | 第153-156页 |
| 第7章 结论和研究展望 | 第156-160页 |
| 7.1 结论 | 第156-157页 |
| 7.2 创新点 | 第157页 |
| 7.3 研究展望 | 第157-160页 |
| 参考文献 | 第160-172页 |
| 作者简介及攻读博士学位期间的科研成果 | 第172-174页 |
| 致谢 | 第174页 |
