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随着现代社会生产力的发展和科学技术的不断进步,内燃机的发展出现了向大功率、高转速和高可靠性方向发展的趋势,因此对内燃机的设计提出了新的更高的要求。特别是近年来,随着人们环护意识的增强,内燃机的振动、噪声以及有毒、有害气体的排放也越来越受到严格的限制。作为内燃机动力传递机构的活塞连杆机构,由于在周期性的工作循环中,承受着强大的气体作用力,往复惯性力、离心惯性力等的冲击,极易引起振动和噪音;同时由于运动副间隙的存在加大了振动的影响,恶化了机构的动态性能。因此对内燃机活塞、连杆机构的运动弹性动力分析具有十分重要的现实意义。 本课题基于现代机械弹性动力学理论以及有限元分析方法,利用美国SDRC公司的Ⅰ-DEAS软件,对含运动副间隙的柴油机的活塞、连杆机构建立了动力学模型;运用KED分析中的“瞬时结构”假定,计算出了机构在各瞬时结构条件下的动态响应,从而为柴油机优化设计提供了可靠的理论依据。活塞裙部形线是活塞的关键结构之一,它的好坏直接影响发动机工作可靠性,以往的判定方法只有在活塞加工完成后,才能通过实验方法判定设计,能否满足工程实际的需要,本文通过KED方法与有限元接触方法的结合,模拟实际活塞工作情况,较为准确的反映出,活塞裙部的变形规律,在设计阶段发现活塞裙部的设计结构问题,节省新产品开发成本,缩短开发周期。本文的工程实践证明,这种思路,是可行的,对LR4100活塞的模拟分析,与实际情况基本相符。本方法具有工程实用价值。通过实践得出如下结论: 1.本课题采用有限元技术,在装配环境中实现模拟了对活塞形线进行评价,利用计算机与接触力学相结合,探索了一条活塞形线确定与评价的新方法。 2.本文采用实体建模,建立了多种真实活塞形状与形线,结合现有的实验和实际使用结果,归纳出了活塞形线的评定方法,大大降低了活塞的开发费用,缩短了定型周期,具有一定的经济效益和社会效益。