【技术实现步骤摘要】
一种基于热流分配控制的活塞设计方法
本专利技术涉及发动机的活塞设计
，特别涉及一种从热流分配控制角度进行高强化、高功率密度柴油机活塞结构设计的方法。
技术介绍
活塞作为内燃机动力设备的核心零部件，工作的时候不仅承受燃烧室内巨大的爆发压力载荷，而且活塞顶面直接与燃烧室内的高温燃气直接接触，工作温度很高，高温严苛的工作环境对活塞的可靠性设计提出了很高的要求。而功率密度的提升往往伴随着燃烧室内爆发压力及燃气温度的显著提高，活塞顶面温度可高达400℃，甚至更高。随着活塞工作温度的升高，传统活塞的整体温度场也会随之升高，如果在活塞结构设计过程中不对热流分配进行控制，会导致活塞在工作过程中出现一系列热问题。首先活塞头部材料的强度在高温下难以保证，其次第一环槽等长期与润滑油接触的地方会更容易产生结焦，另外活塞整体的热膨胀变形会更大，导致活塞与缸套之间摩擦增加甚至卡死等。因此，为了保证活塞能够在恶劣的环境下可靠地工作，除了需要保证活塞承力结构的合理性，还要对活塞整体的热流分配进行控制设计。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的缺陷，提供了一种基于热流分配控制的活塞设计方法，能...
【技术保护点】
1.一种基于热流分配控制的活塞设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，根据强化工况参数进行发动机性能计算，结合相关经验公式确定换热边界条件，利用有限元计算软件进行活塞温度场预估，并对原结构活塞进行热流分配分析；步骤二，针对活塞关键区域功能要求，确定多个设计目标及目标可行域，并建立各个设计目标的评价函数；所述关键部位功能要求包括顶面材料高温强度、第一环槽温度、活塞裙部温度、活塞散热量、活塞质量；步骤三，根据各个关键区域设计目标及目标可行域，对活塞结构进行热流控制设计；步骤四，根据各热流控制结构的结构参数对热流传递的影响规律，通过正交设计、极差分析、显著性分析对活塞整体热流...
【技术特征摘要】
1.一种基于热流分配控制的活塞设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，根据强化工况参数进行发动机性能计算，结合相关经验公式确定换热边界条件，利用有限元计算软件进行活塞温度场预估，并对原结构活塞进行热流分配分析；步骤二，针对活塞关键区域功能要求，确定多个设计目标及目标可行域，并建立各个设计目标的评价函数；所述关键部位功能要求包括顶面材料高温强度、第一环槽温度、活塞裙部温度、活塞散热量、活塞质量；步骤三，根据各个关键区域设计目标及目标可行域，对活塞结构进行热流控制设计；步骤四，根据各热流控制结构的结构参数对热流传递的影响规律，通过正交设计、极差分析、显著性分析对活塞整体热流控制结构进行组合、优化，得到多个方案；步骤五，针对步骤四得到的整体活塞结构方案进行活塞整体温度场热流分配评估，建立多目标优化评价模型；步骤六，给步骤二中各个目标评价函数分配权值，将多目标问题转换为单目标问...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈国争，张卫正，原彦鹏，姬亚萌，郭镇瑶，曹子聪，王芮，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
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