天然气发动机衬套式活塞的设计与研究
| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4-5页 |
| 第1章 绪论 | 第9-21页 |
| 1.1 研究背景 | 第9-13页 |
| 1.2 研究目的与意义 | 第13-14页 |
| 1.3 国内外研究现状 | 第14-19页 |
| 1.3.1 天然气汽车的研究 | 第14-16页 |
| 1.3.2 天然气发动机活塞的研究 | 第16-19页 |
| 1.4 研究内容、方法和技术路线 | 第19-20页 |
| 1.4.1 研究内容 | 第19页 |
| 1.4.2 研究方法 | 第19-20页 |
| 1.4.3 技术路线 | 第20页 |
| 1.5 本文的创新点 | 第20-21页 |
| 第2章 弹性弧面衬套及销座结构设计 | 第21-42页 |
| 2.1 活塞销座受力分析 | 第21-24页 |
| 2.1.1 活塞的运动分析 | 第21-22页 |
| 2.1.2 活塞的受力分析 | 第22-23页 |
| 2.1.3 活塞总受力大小 | 第23页 |
| 2.1.4 活塞上总作用力分解 | 第23-24页 |
| 2.2 活塞销座变形分析 | 第24-25页 |
| 2.2.1 机械负荷下活塞销座变形状态 | 第24-25页 |
| 2.2.2 热负荷下活塞销座变形状态 | 第25页 |
| 2.2.3 热-机耦合负荷下活塞销座变形状态 | 第25页 |
| 2.3 活塞销座的典型失效形式 | 第25-27页 |
| 2.4 活塞销座的设计要求 | 第27-28页 |
| 2.4.1 活塞销座结构 | 第27-28页 |
| 2.4.2 活塞销座设计原则 | 第28页 |
| 2.5 弧面衬套销座结构参数设计 | 第28-34页 |
| 2.5.1 弧面衬套的装配条件 | 第29-30页 |
| 2.5.2 弧面衬套的配合关系 | 第30页 |
| 2.5.3 弧面衬套的计算设计 | 第30-32页 |
| 2.5.4 弧面衬套的尺寸设计 | 第32-33页 |
| 2.5.5 活塞销座的尺寸设计 | 第33页 |
| 2.5.6 弹性弧面衬套式活塞的装配示意图 | 第33-34页 |
| 2.6 弧面衬套的运动分析 | 第34-35页 |
| 2.7 弧面衬套的接触与速度分析 | 第35-39页 |
| 2.7.1 弧面衬套的接触分析 | 第35-37页 |
| 2.7.2 弧面衬套的速度分析 | 第37-39页 |
| 2.8 弧面衬套的受力分析 | 第39-41页 |
| 2.9 本章小结 | 第41-42页 |
| 第3章 CNG发动机活塞热负荷分析 | 第42-60页 |
| 3.1 热分析基本理论 | 第42-47页 |
| 3.1.1 傅里叶定律 | 第43-44页 |
| 3.1.2 导热微分方程 | 第44-46页 |
| 3.1.3 导热过程的单值条件 | 第46-47页 |
| 3.2 热分析有限元原理 | 第47-51页 |
| 3.2.1 热弹性理论 | 第49-51页 |
| 3.3 CNG发动机活塞稳态温度场分析 | 第51-57页 |
| 3.3.1 NQ140BN5型发动机简介 | 第51-52页 |
| 3.3.2 活塞组的材料特性 | 第52页 |
| 3.3.3 活塞热状态准则 | 第52-53页 |
| 3.3.4 活塞三维模型的建立 | 第53页 |
| 3.3.5 ABAQUS软件简介 | 第53-54页 |
| 3.3.6 活塞组三维模型的网格划分 | 第54页 |
| 3.3.7 热负荷对流边界条件 | 第54-56页 |
| 3.3.8 活塞温度场仿真结果与分析 | 第56-57页 |
| 3.4 CNG发动机活塞热应力场分析 | 第57-59页 |
| 3.4.1 活塞热应力分析边界条件 | 第58页 |
| 3.4.2 活塞热应力仿真结果与分析 | 第58-59页 |
| 3.5 本章小结 | 第59-60页 |
| 第4章 CNG发动机活塞机械负荷分析 | 第60-69页 |
| 4.1 活塞组计算工况的选取 | 第60页 |
| 4.2 活塞机械负荷计算 | 第60-61页 |
| 4.3 活塞组机械负荷的施加及边界条件 | 第61-62页 |
| 4.4 活塞组耦合负荷的施加与边界条件 | 第62页 |
| 4.5 活塞组接触模型的建立 | 第62-63页 |
| 4.6 有限元网格划分 | 第63-64页 |
| 4.7 计算结果与分析 | 第64-67页 |
| 4.7.1 机械负荷作用下活塞应力状态 | 第64-65页 |
| 4.7.2 耦合负荷作用下活塞应力状态 | 第65-67页 |
| 4.8 燃烧压力对活塞应力状态的影响 | 第67-68页 |
| 4.9 本章小结 | 第68-69页 |
| 第5章 曲柄连杆机构动力学分析 | 第69-80页 |
| 5.1 刚柔耦合多体动力学理论 | 第69-70页 |
| 5.1.1 多体动力学方程 | 第69页 |
| 5.1.2 多柔体动力学方程 | 第69-70页 |
| 5.2 柔性体模型的建立 | 第70-75页 |
| 5.2.1 曲柄连杆机构三维建模 | 第70-71页 |
| 5.2.2 刚柔耦合模型建立 | 第71-74页 |
| 5.2.3 运动副约束的施加 | 第74-75页 |
| 5.2.4 燃烧爆发压力载荷的施加 | 第75页 |
| 5.3 刚柔耦合系统的动力学仿真 | 第75-79页 |
| 5.3.1 活塞销座径向载荷仿真结果 | 第76-77页 |
| 5.3.2 活塞的运动特性 | 第77-79页 |
| 5.4 本章小结 | 第79-80页 |
| 第6章 弧面衬套参数分析 | 第80-85页 |
| 6.1 弧面衬套接触线长度和球心轨迹数学模型 | 第80-82页 |
| 6.2 弧面衬套尺寸有限元计算与分析 | 第82-83页 |
| 6.3 弧面衬套材料有限元计算与分析 | 第83-84页 |
| 6.5 本章小结 | 第84-85页 |
| 第7章 结论与展望 | 第85-87页 |
| 7.1 结论 | 第85-86页 |
| 7.2 展望 | 第86-87页 |
| 致谢 | 第87-88页 |
| 参考文献 | 第88-93页 |
| 附录A | 第93-103页 |
| 1. 不同燃烧压力时,活塞-衬套的应力云图 | 第93-95页 |
| 2. 不同弧面尺寸时,活塞-衬套的应力云图 | 第95-100页 |
| 3. 不同衬套材料时,活塞-衬套的应力云图 | 第100-103页 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 | 第103页 |
