发动机活塞销孔结构强度分析及改善(14)
发布时间:2021-06-05
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状而言),哪些结构是不可忽略的,而哪些是可以忽略的,
必须区分清楚,进而使此模型在基于有限元分析合理可行的前提下,做到最大限度的准确
性。
(2)对于重点分析计算的部位,如活塞顶部、裙部等,必须做到精益求精,使这些部位尽可能保持其完整性和准确全面性,以使计算分析能够准确完整。
(3)在构造几何模型同时就已决定以后规整网格划分的过程,此处有限
元网格划分是以点、线为基础,对于三维实体而言,是以部件(P A RT)为单位进行网格的拓
展划分(CRE E P),这就需要在几何建模同时,注意点、线、多义线和外廓线的分布和尺寸。
如果这些因素的分布过密或尺寸相差过大(这里指相邻的单元),则可能导致网格划分的不均匀,单元比例失调,导致计算结果偏差,甚至有限元网格划分或有限元计算过程的终止,这也是建模过程中两个矛盾方面,一方面要尽量准确描述实体几何形状,这就需要应用较小的单元进行网格划分,而对于有限元计算程序而言,其计算容量(这里包括各种几何因素、特别是单元和节点的数目)是有限的,要使计算结果可行准确,不能应用过多的单元或过小的单元(过小的单元容易导致单元畸变)。对于活塞这样一个复杂的几何实体,要做到准确完整,更需相应的尝试和经验。
(4)在建造几何模型的同时,还需要考虑边界条件的附加,理论上对表
面的有限元单元逐节点或逐单元进行边界条件附加是可行的,然而事实上,尤其对于活塞这
样一个结构复杂的零件而言,是非常困难的。所以这又要求在建模的同时,对于不同的边界条件给予不同的面或区域(这是针对三维的实体几何模型而言),使得边界条件的附加成为可能,也带来极大的方便性。
F面就本文使用的活塞具体建模过程作具体介绍:
◎活塞顶部的处理
汽油机活塞的头部形状较为复杂,本研究使用的活塞为圆形的凹坑顶部,凹坑位于活塞顶部的中央。活塞头部呈正圆锥形。为了便于划分网格,在顶面
过渡处省略圆角。
◎活塞环岸以及环区的处理
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