本文關(guān)鍵詞：發(fā)動機零部件參數(shù)化設(shè)計及工程分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 本文以VB為工具,采用自動化對象接口Automation技術(shù)對CATIA進(jìn)行二次開發(fā),實現(xiàn)了對活塞實體的參數(shù)化造型設(shè)計。然后其中的四分之一活塞參數(shù)化模型,使用有限元方法對其進(jìn)行相應(yīng)的工程分析。 自動化對象接口Automation技術(shù)是對CATIA進(jìn)行二次開發(fā)方法之一,該方法允許一個應(yīng)用程序操作另一個應(yīng)用程序,具有入門簡單,操作方便的特點。本文利用VB腳本語言作為開發(fā)工具,通過編寫相應(yīng)的控制程序?qū)ATIA進(jìn)行操作,從而實現(xiàn)automation技術(shù)與CATIA的實時通訊,達(dá)到了活塞實體模型參數(shù)化設(shè)計的目的。本文還開發(fā)出了友好的設(shè)計界面,使設(shè)計過程更加便捷。 參數(shù)化設(shè)計是當(dāng)今主流CAD的核心技術(shù),是CAD技術(shù)在實際應(yīng)用中提出的課題,利用參數(shù)化設(shè)計手段開發(fā)的專用產(chǎn)品設(shè)計系統(tǒng),可使設(shè)計人員從大量繁瑣的設(shè)計計算、繪圖工作中解脫出來。本文在詳細(xì)分析活塞的結(jié)構(gòu)后,根據(jù)活塞的設(shè)計要求及設(shè)計計算理論,采用參數(shù)化設(shè)計思想,結(jié)合活塞的特點對其特征進(jìn)行總結(jié)歸納,開發(fā)出了活塞參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng),并對其參數(shù)化設(shè)計過程進(jìn)行了詳細(xì)論述。 活塞作為內(nèi)燃機的關(guān)鍵零部件之一,它設(shè)計質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到內(nèi)燃機的工作可靠性和使用耐久性,同時直接影響到內(nèi)燃機的排放性能�；钊墓ぷ鳝h(huán)境極為惡劣:混合氣燃燒產(chǎn)生的高溫高壓燃?xì)馐够钊敳磕酥琳麄�活塞溫度很高,且溫度分布很不均勻,導(dǎo)致活塞產(chǎn)生熱應(yīng)力和熱變形;同時活塞還受到燃?xì)鈮毫�、高速往�?fù)運動產(chǎn)生的慣性力、側(cè)向推力和摩擦力等周期性載荷作用,產(chǎn)生機械應(yīng)力和機械變形。熱負(fù)荷和機械負(fù)荷將導(dǎo)致活塞產(chǎn)生裂紋、活塞環(huán)膠結(jié)以及拉缸等。因此,在新產(chǎn)品的開發(fā)過程中,很有必要對活塞進(jìn)行溫度場和強度分析,了解活塞的溫度分布和應(yīng)力分布情況,進(jìn)而改進(jìn)活塞。本文利用活塞四分之一模型,使用ANSYS軟件計算了活塞在最大爆發(fā)壓力工況點的溫度分布情況;溫度、機械載荷單獨作用時的應(yīng)力和變形情況;溫度、機械載荷共同作用時活塞的應(yīng)力和變形情況,為優(yōu)化活塞設(shè)計提供了較符合實際工作狀況的基礎(chǔ)溫度與應(yīng)力數(shù)據(jù)及改進(jìn)方向。 參數(shù)化設(shè)計思想與有限元分析方法相結(jié)合,實現(xiàn)了活塞的自動化設(shè)計,優(yōu)化了產(chǎn)品的開發(fā)過程,實現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計中的信息共享和并行,可顯著縮短產(chǎn)品設(shè)計周期,提高設(shè)計效率,有較大的應(yīng)用價值。
【關(guān)鍵詞】：活塞 參數(shù)化 有限元 設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TK403
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-16
• 1.1 課題背景11
• 1.2 課題研究的意義11-13
• 1.3 國內(nèi)外研究動態(tài)13-15
• 1.3.1 CAD/CAE技術(shù)在汽車工程領(lǐng)域的應(yīng)用13-14
• 1.3.2 CAD/CAE技術(shù)在發(fā)動機設(shè)計中的應(yīng)用14-15
• 1.4 本文的主要工作15-16
• 第二章 活塞結(jié)構(gòu)設(shè)計理論16-30
• 2.1 活塞的工作條件16-18
• 2.2 活塞材料18-20
• 2.3 活塞的設(shè)計要求20-21
• 2.4 活塞結(jié)構(gòu)設(shè)計分析21-30
• 2.4.1 活塞頂厚度及形狀22-23
• 2.4.2 活塞銷座設(shè)計23-24
• 2.4.3 活塞裙部外型面設(shè)計24-30
• 第三章 發(fā)動機活塞參數(shù)化設(shè)計30-42
• 3.1 參數(shù)化設(shè)計概述30-31
• 3.1.1 參數(shù)化設(shè)計的概念30-31
• 3.1.2 參數(shù)化設(shè)計的特點31
• 3.2 CATIA簡介31-33
• 3.3 CATIA二次開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)33-36
• 3.3.1 CATIA二次開發(fā)方法34-35
• 3.3.2 VB與CATIA的鏈接35-36
• 3.4 活塞結(jié)構(gòu)參數(shù)分析36-38
• 3.5 活塞參數(shù)化模型38-42
• 3.5.1 人機界面的建立38-40
• 3.5.2 系統(tǒng)應(yīng)用實例40-42
• 第四章 活塞有限元分析42-50
• 4.1 有限元方法理論42-45
• 4.1.1 有限元方法概述42-44
• 4.1.2 ANSYS簡介44-45
• 4.2 活塞有限元分析的意義45-46
• 4.3 活塞有限元模型的建立46-48
• 4.3.1 活塞實體模型46-47
• 4.3.2 模型網(wǎng)格劃分47-48
• 4.4 活塞有限元分析的內(nèi)容48-50
• 第五章 活塞溫度場分析50-63
• 5.1 熱分析的理論基礎(chǔ)50-53
• 5.1.1 穩(wěn)定溫度場50-52
• 5.1.2 溫度場的三類邊界條件52-53
• 5.2 活塞熱對流邊界條件的確定53-59
• 5.2.1 活塞頂部的換熱系數(shù)及燃?xì)馄骄鶞囟?/span>53-54
• 5.2.2 活塞外側(cè)表面的換熱系數(shù)54-59
• 5.2.3 活塞內(nèi)腔及裙部內(nèi)側(cè)面的換熱系數(shù)59
• 5.3 活塞的溫度場分析59-63
• 第六章 活塞強度分析63-75
• 6.1 活塞熱應(yīng)力分析63-67
• 6.1.1 活塞熱應(yīng)力分析方法63-64
• 6.1.2 活塞熱應(yīng)力分析64-67
• 6.2 活塞機械應(yīng)力分析67-73
• 6.2.1 活塞邊界條件和載荷的處理68-71
• 6.2.2 活塞機械應(yīng)力和變形分析71-73
• 6.3 活塞綜合應(yīng)力分析73-75
• 第七章 結(jié)論與展望75-77
• 7.1 結(jié)論75-76
• 7.2 展望76-77
• 參考文獻(xiàn)77-80
• 致謝80-81
• 讀研期間發(fā)表的論文81

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