基于Proe的活塞有限元分析实例

阅百家科技 过程说明

点击运行，开始计算，几分钟后完成

4.结果查看及分析

点击结果查看

选择温度，确定并显示。显示后在复制一个温度梯度云图

阅百家科技 过程说明

图3热边界条件下活塞温度分布（单位℃）

阅百家科技 过程说明

图4热边界条件下活塞温度梯度（单位℃/mm）

活塞顶部与燃烧室接触的内侧温度最高，从活塞顶部内边缘到活塞顶外边缘，随着活塞半径的增大，温度逐渐下降。最高温度为428℃ ,出现在活塞顶靠近燃烧室的内侧边缘处；活塞顶部最低温度约为381℃，位于活塞顶部外边缘；燃烧室底部中心温度较高达到403℃；周围底部一圈温度逐渐降低，最低温度约为372℃；火力岸温度为399℃；第一环槽区最高温度为367℃，位于活塞的第一环槽上端面，活塞环岸及裙部自上向下温度依次降低。活塞销处的最高温度大概333℃左右，位于活塞销靠近活塞内腔侧；活塞内腔温度最高值为377℃左右；活塞裙部温度不高，裙部的最高温度311℃，位于活塞销孔正上方；最低温度158℃，位于活塞裙部下沿。

从温度分布分析可知，活塞的整个温度偏高，这是因为模拟过程中没有考虑冷却方式，也没有考虑活塞实际工作中润滑油的飞溅冷却，因此得到的温度分布总体来说偏高，特别是顶部最高温度、燃烧室底部温度、第一环槽和第一环岸的温度。

由活塞的温度梯度云图, 最大温度梯度值为16.9℃/mm, 最小的温度梯度值为0.068℃/mm, 最大温度梯度的位置是活塞的第三环槽处, 且在该处的温度梯度变化较为剧烈, 迅速从最大值降低到了大部分活塞的温度梯度水平, 整个活塞的温度梯度值大部分都在6.0℃/mm以下。从温度梯度的值也可以判断出热量主要由活塞环区流出, 只有少部分是由活塞销和裙部传

阅百家科技 过程说明

出, 更有少部分是由活塞的背面传给曲轴箱和冷却油。

三、热力耦合

1.热载荷施加

在压力分析和热分析完成的前提下，进行热力耦合分析，分析界面切换到结构分析