基于有限元分析的发动机活塞轻量化设计
Lightweight Design of Engine Piston Based on Finite Element Analysis
林贵堃 1陈细妹 2闲家明 3黄俊贤 3曾海鹏 3韩佳霖3
作者信息
- 1. 福建水利电力职业技术学院,福建永安 366099;厦门华厦学院信息与智能机电学院,福建厦门 361024
- 2. 福建水利电力职业技术学院,福建永安 366099
- 3. 厦门华厦学院信息与智能机电学院,福建厦门 361024
- 折叠
摘要
在有限元分析的基础上,采用材料替换及结构拓补优化的方法对某发动机活塞进行轻量化设计.利用SolidWorks建立活塞三维模型,将活塞原始材料1015铝合金替换为7075铝合金;运用Altair Inspire有限元分析软件分别对两种材料的活塞进行静力学分析及模型质量测量,采用拓扑优化方法进行结构优化.仿真结果表明:优化后活塞质量减轻了 64％,活塞的最大应力减小了 12％,安全系数提升了 3.7.
Abstract
Based on the finite element analysis,the lightweight design of an engine piston is carried out by the methods of material replacement and structural topology optimization.SolidWorks is used to establish a 3D model of the piston.1015 aluminum alloy,the original material of the piston,is replaced by 7075 aluminum alloy.Altair Inspire is applied to conduct static analysis and model mass measurement for the pistons of the two materials,and structure optimization is carried out by topology optimization method.The simulation results show that after material replacement and structure optimization,the piston mass is reduced by 64％the maximum stress of the piston reduced by 12％and the safety factor increased by 3.7.
关键词
发动机活塞/有限元分析/轻量化/应力分析Key words
engine piston/finite element analysis/lightweight/stress analysis引用本文复制引用
基金项目
福建省教育厅中青年教师教育科研项目(JAT210592JAT220585)
厦门华厦学院育苗基金项目()
出版年
2024
国家科技期刊平台
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