空壓機(jī)活塞是空壓機(jī)的核心部件之一，主要用于壓縮氣體并將其推送到儲氣罐或氣體輸送系統(tǒng)中?？諌簷C(jī)活塞總成有限元分析是一種利用有限元方法對空壓機(jī)活塞總成進(jìn)行力學(xué)分析的方法。有限元方法是一種數(shù)值計算方法，通過將復(fù)雜的結(jié)構(gòu)劃分為有限個簡單的單元，然后對每個單元進(jìn)行力學(xué)分析，最后將所有單元的結(jié)果組合起來得到整體結(jié)構(gòu)的力學(xué)行為。

使用Abaqus有限元軟件，對某型總成在靜力和熱作用下的綜合影響進(jìn)行了詳細(xì)分析。這一分析過程旨在揭示這些因素對活塞總成的交互影響，從而為優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、提升其性能和穩(wěn)定性提供有力的科學(xué)依據(jù)。

在許多工程問題中，我們需要進(jìn)行多物理場的耦合分析，因為這種分析可以同時考慮多種物理場的作用效果和相互影響，從而得到更全面、更準(zhǔn)確的分析結(jié)果。例如，溫度場和應(yīng)力場的相互作用，流體場與結(jié)構(gòu)場的相互影響等。這種分析不僅需要考慮各個物理場的作用效果，還需要考慮它們之間的相互影響，這使得我們能夠更準(zhǔn)確地預(yù)測和分析工程問題的結(jié)果。因此，多物理場的耦合分析在工程中有重大意義。

活塞總成有限元分析

1.分析內(nèi)容

熱梯度，熱流密度（熱通量），溫度分布

2.傳熱分析需要定義

l傳熱單元：熱應(yīng)力耦合單元 C3D8RT。

l材料密度（Density ）

l彈性模量（Modulus of elasticity ）

l泊松比（Poisson‘s ratio ）

l熱傳導(dǎo)系數(shù)（Thenmal conductivity）

l比熱容（Specific Heat）

l膜系數(shù)（ film coefficient ）

l預(yù)定義場（predefined field）

熱傳導(dǎo)系數(shù)

兩個零部件 1 和 2，通過接觸進(jìn)行熱傳導(dǎo)，那他們之間的穩(wěn)態(tài)換熱量

Q= (T1-T2)/ (b1×lamda1/s)

Q 為換熱量

T 為溫度

lamda 為熱傳導(dǎo)系數(shù) （與溫度有關(guān)）

b 為厚度

s 為接觸面積

膜系數(shù)

定義：是衡量對流傳熱強(qiáng)弱程度的一個參數(shù)，是流體在單位時間內(nèi)，在單位溫度差推動下，經(jīng)單位傳熱面積所傳遞的熱量。傳熱膜系數(shù)與傳熱面積乘積的倒數(shù)為對流傳熱的 熱阻，有亦以傳熱膜系數(shù)的倒數(shù)表征對流傳熱的熱阻。

轉(zhuǎn)換公式

對流換熱 Q＝S0K0△tm

△tm＝(T1-T2)/ln（ △ t1/△ t2）

預(yù)定義場

即為初場，計算剛開始時各部件的溫度場

定義為 20 °C

固體參數(shù)

流體參數(shù)

計算結(jié)果

1.應(yīng)力

2.應(yīng)變

溫度場

一循環(huán)周期內(nèi)，局部位置溫度上升較快，溫度較高

截面變形情況

材料較多處變形較大（具體數(shù)值為給出）

模型內(nèi)能變化曲線

動能曲線

初始運(yùn)動動能較高；隨著速度穩(wěn)定，動能接近零

熱機(jī)耦合分析是一種綜合方法，能夠一次性獲取多種信息，對于活塞橢圓度的分析具有指導(dǎo)作用。同時，它也為冷卻水套等設(shè)計提供了依據(jù)。