某阿特金森发动机活塞强度疲劳分析

基于有限元的结构分析方法,主要研究目前现有的阿特金森发动机的活塞机械结构特点。通过分析该类型发动机实际工况,包括了最大爆发压力工况、惯性力工况、热应力工况等,再进行实际的载荷校核计算。针对活塞在实际运行中的不同的工作条件情况,使用有限元分析软件模拟外边界,并施加不同的单一载荷或者复合载荷,对活塞组进行结构强度应力以及疲劳应力的有限元分析,得到活塞在实际不同的工况下的温度场分布云图、热载荷下应力云图、热应力与惯性力载荷云图以及疲劳分析云图等结果。分析热载荷应力云图、耦合载荷下应力云图,可知活塞结构中刮油环槽的回油孔、活塞销孔、活塞销孔座边界处应力值相对其他位置较高,但都在设计的标准范围,在设计上需要进行强度、载荷分布的优化;从疲劳分析的结果云图上,可知活塞顶部疲劳因子、活塞孔连接处等疲劳因子均满足了疲劳设计需求,但在活塞销孔座上疲劳因子最小值为1.2,虽已满足设计需求,但仍需要关注该位置的疲劳优化。