[摘要] 本文针对将S195型柴油机的涡流室燃烧室改为直喷式燃烧室,对活塞的结构进行了改进设计。对改进后的发动机进行了热力计算和动力计算，将计算所求得的最高爆发压力和对应的加速度所产生的惯性力作为活塞最危险工作情况，利用有限元分析软件ANSYS对其进行机械应力分析，得出活塞应力云图和变形云图，根据分析结果，活塞的最大应力和最大位移并没有超出允许范围,本设计满足了改进后发动机的实际工况。 [关键词] 活塞；ANSYS；内燃机
The Design of Piston in S195 Diesel Engine Based on Finite Element Method Abstract To satify the new condition of swirl chamber being changed into direct injection combustion chamber and improve the fuel economy , the structure of piston in S195 Diesel Engine was redesigned. The thermodynamic and power calculation were done .The combustion chanber and piston ring etc were changed to adjust to the direct injection diesel engine. The maximum outbreak pressure obtained by calculation and the inertial force generated by the corresponding piston acceleration were recognized as the most dangerous working conditions, using ANSYS finite element analysis software for mechanical stress analysis , the piston stress and deformation cloud were obtained . According to the result of the analysis,the maximum stress and maximum displacement of the piston does not exceed the permissible range, the design can meet the actual engine operating conditions. Key words Piston ; ANSYS ; Internal Combustion Engine .
柴油机活塞设计计算与分析 来源：作者：时间：2010-05-17 [ 摘要 ] 应用ANSYS软件对柴油机重要部件—活塞原结构及其改进后的方案进行三维有限元分析。首先，对活塞进行热分析，得到它的温度场分布情况，并在此基础上计算其不同工况下的综合应力场. 分析结果表明：新方案活塞的强度、刚度以及可靠性均优于原结构。 [ 关键词 ]柴油机；活塞；有限元分析；温度场 Comparative Analysis on New and Old Piston of 16V280ZJH Di esel . [ Abstract ] By using software ANSYS，three-dimensional FEA is a pplied to the piston，an important parts of diesel，when it is in its original form and its modified structure. Fi rst of all，the thermal analysis is presented and the tem perature distribution of the piston is obtained. Based o n this condition，the integrative stress field is compute d in various working performanc e o f the piston. The resu lts of this analysis indicate that the strength，rigidity and reliability of the new structure of the piston are b etter than its original form. [ Keyword ] Diesel；Piston；FEA； temperature field 1前言 活塞是柴油机的主要受热零件，工作时，处于高温、高压、高负荷的恶劣环境下，经受周期性交变的机械负荷和热负荷的作用，容易发生故障。因此，活塞的结构是否合理，热负荷分布是否均匀，强度和刚度是否满足设计要求，一直是设计人员在柴油机研发和改进中十分关注的热点问题。 我厂16V280ZJH型大功率柴油机原活塞，在运用中暴露出可靠性严重不足的缺陷。为提高活塞的可靠性，保证柴油机整机的使用寿命，我厂针对出现的问题，对活塞原进行改进，开发出了新结构的柴油机活塞。为验证改进后的效果，并为活塞的进一步改进和优化提供依据，我们应用大型分析软件
基于Proe的活塞有限元分析实例 目录 一、力边界下活塞的有限元分析 (1) 1.指定材料：点击材料分配工具，在弹出的对话框中点更多 (2) 2.约束确定 (4) 3.载荷施加 (5) 4.新建静力分析 (8) 5.结果查看及分析 (9) 二、热分析 (12) 1.概述 (12) 2.添加热边界条件 (14) 3.新建热分析 (16) 4.结果查看及分析 (17) 三、热力耦合 (20) 1.热载荷施加 (20) 2.静态分析 (21) 3.结果查看 (23) 四、敏感度分析 (25) 1.增加设计参数 (25) 2.定义敏感度分析 (27) 3.结果分析 (28) 4.温度敏感度分析 (30) 五、优化分析 (31) 1.新建优化设计 (31) 六、压力分析结果 (33) 七、热分析结果 (36) 八、敏感度分析结果 (38) 九、优化设计结果 (39) 一、力边界下活塞的有限元分析 建好模型后，进入分析模块
1.指定材料：点击材料分配工具，在弹出的对话框中点更多 弹出对话框中选择新建 对话框中输入如下ZL109材料的参数，并切换到热标签，输入参数
确定后返回到
材料出选择ZL109，点击确定将材料分配给活塞，因为文档中只有一个零件，所以自动分配好。 2.约束确定 选择位移约束工具，曲面选择销座圆孔面，将其三个平移自由度和三个旋转自由度设置为固定
3.载荷施加 柴油机活塞的顶部与环岸燃气爆发压力一般简化为均匀分布在其表面,所示，而且一般情况下施加于活塞的第一环槽底部的压力为气体压力的76%，而施加到第一环岸和第二道环槽上面及下面的压力为气体残压的25%，到第二道环槽底时只剩下20%的气体残压施加到其上，由于燃气不断膨胀，压力越来越小，能到达第二环槽以下的残余燃气压力变得特别的小，基本可以忽略不计。 选取最大爆发压力工况作为计算工况，所受载荷有最大爆发压力、活塞往复惯性力和活塞销座分布力的作用。按照前述计算，并选择面施加气压