1. 研究目的与意义
首先发动机活塞作为发动机最重要的部件之一，所处的工作条件也相当恶劣：高温、高速、高负荷、润滑不良、冷却困难等。
因此它也是发动机中故障发生率较高的零件之一。
在工作中，活塞除受高温燃汽的加热作用外，还受到气体压力、往复惯性力和连杆在倾斜位置时侧压力的周期性冲击作用。
2. 国内外研究现状分析
国内：国内发动机行业由于起点晚，故障模式数据库非常贫乏，无法形成规范化的失效分析模式。
.一般由发动机企业和活塞零部件供应商共同研究模式，活塞结构强度和活塞材料故障分析比较成熟。
国外：普遍采用fea技术对产品进行验证分析，以降低活塞产品的装机验证次数，从而降低研发成本，缩短研发周期。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容：（1）认真查阅发动机活塞常见失效模式和失效机理的相关资料，并 介绍发动机活塞可靠性的研究现状和发展趋势；（2）用catia软件对某型汽车发动机活塞进行几何建模；（3）在（2）基础上，用ansys软件对该型汽车发动机活塞建立有限元模型并进行热力学分析和动力学分析；（4）根据发动机活塞有限元分析所得应力和应变分布情况，分析该型发动机活塞可能的失效模式和失效部位，并对其可靠性进行校核；。
研究计划：（1）第1-2周，熟悉论文题目，搜集相关的模板和发动机活塞常见失效模式和失效机理等资料，记录发动机活塞可靠性的研究现状和发展趋势并对设计提出初步构思，完成开题报告。
（2）第3-4周，熟悉模板、结构的构成及catia软件，在此基础上着手设计；（3）第5-6周，针对某一型发动机活塞确定模板设计方案，并对该方案进行仔细学习，完成设计的初步方案，完成发动机活塞三维几何模型；（4）第7-9周，根据初步方案确定设计方案，用ansys软件初步分析其热力学性质和动力学性质，完成发动机活塞有限元分析模型。
4. 研究创新点
为满足现代汽车工业的发展需要，必须对传统的以经验 试验的设计方法进行改进，其中借助功能强大的cad/cae集成技术是非常有效的手段。
以cad/cae集成技术为核心的仿真驱动设计技术的应用使得汽车制造中新品开发周期大为缩短，同时也使得以往设计和实际使用中的一些经验性的知识可以以量化的形式出现，不但使得产品的开发研究效率更高，还大大提高了零部件的可靠性。
本设计要求首先采用三维设计软件对某型发动机活塞进行三维建模，然后对该型发动机活塞进行有限元分析，得到该型发动机活塞在复杂工况下的应力和应变分布情况，从而为分析该型发动机活塞的失效模式和失效机理提供参考。
