基于有限元分析的活塞型面设计

孙琛媛; 封晓晶; 原文涛; 顾鼎峰

doi:10.19471/j.cnki.1673-6397.2025.04.010

内燃机与动力装置 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (04) : 75 -80. DOI: 10.19471/j.cnki.1673-6397.2025.04.010

基于有限元分析的活塞型面设计

孙琛媛, 封晓晶, 原文涛, 顾鼎峰

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摘要

针对某柴油机铝活塞裙部型面及销孔型面接触压力分布不均匀问题，采用拓扑优化设计方法对活塞裙部横向截面椭圆度与销孔型线轮廓通过有限元分析进行协同优化，经优化迭代后重新进行数值仿真计算。仿真结果表明：当活塞裙部横向截面采用叠加修正椭圆，同时基于销孔内外侧直线段长度调控与直径收缩量优化构建双喇叭形销孔结构时，活塞裙部接触压力及销孔接触压力峰值比优化前下降约6%,同时接触区域面积增大。经台架试验验证，优化后活塞裙部和销孔接触等关键配合部位接触良好，循环载荷作用下活塞表面未出现剥落等异常磨损现象，满足发动机耐久性要求。