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基于数值模拟技术的案例教学与科研实践——组合活塞轻量化及适度隔热研究

2023-12-07分类号:G642.4;TK423-4

【作者】刘雨薇   李淳   程洁   陈浩   刘雯钦   张卫正   原彦鹏
【部门】中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院  北京奔驰汽车有限公司  北京理工大学机械与车辆学院  
【摘要】以某高强化柴油机活塞为研究对象,采用拓扑优化方法和适度隔热技术来达到活塞的轻量化及隔热要求。将气隙隔热、陶瓷垫片隔热、组合活塞等隔热结构应用于经拓扑优化的铝合金活塞中。选取活塞顶部材料、顶部材料厚度、气隙半径和隔热片当量导热系数这4种主要影响因素进行正交实验设计和极差分析,确定影响活塞温度的显著性因素。采用满意度评价函数对各组合隔热方案进行满意度评估,从中筛选出最优方案,并对其进行热流分配分析和热应力计算。经过多学科协同教学和数值仿真训练,不仅促进了学生对专业知识的消化吸收,而且提升了学生的实践创新能力。
【关键词】组合隔热活塞  正交试验  热流分配  热应力  数值模拟教学
【基金】国家自然科学基金项目(52105232);; 教育部产学研协同育人项目(202101068002,202102122012);; 中国矿业大学(北京)研究生教育教学改革与研究项目(J220417);中国矿业大学(北京)大学生创新训练项目(202304079)
【所属期刊栏目】实验技术与管理
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