1. 研究目的与意义
活塞是发动机工作条件最苛刻的零件之一，它在高速往复运动中传递着整个发动机原动力，承受着非常高的机械负荷和热负荷。机械负荷由高压燃气压力、高速往复运动的产生的惯性力、侧向推力，摩擦力等产生，造成活塞不均匀的机械应力和变形，产生销座总想开裂、第一环岸断裂等故障。热负荷由于高压气体的燃烧温度很高导致活塞温度分布很不均匀各部位温度阶梯很大，产生热应力和热变形。严重时发生活塞环胶节、拉缸、咬缸等故障。严重危害内燃机的可靠性和耐久性。此外活塞是制约发动机进一步强化的瓶颈之一。活塞设计好坏、加工精度的高低都会直接影响发动机经济性、可靠性、检修周期和使用寿命。因此有必要对活塞受力和传热状况进行计算分析，研究活塞在热、力载荷作用下的变形情况和应力分布，为活塞缸套间润滑特性分析及活塞设计提供依据。有限元分析方法对解决计算活塞各种问题提供了有效途径，大大提高了活塞的的可靠。缩短了开发周期，对提高内燃机工作效率具有重要意义。
2. 国内外研究现状分析
近年来，利用有限元技术对活塞进行热负荷和机械负荷的研究越来越普遍。有限元技术不管在模型还是计算方面都有了质的飞跃。
有限元法最初被称为矩阵近似方法，应用于航空器的结构强度计算，并由于其方便性、实用性和有效性而引起从事力学研究的科学家的浓厚兴趣。经过短短数十年的努力以及随着计算机技术的快速发展和普及，有限元方法迅速从结构工程强度分析计算扩展到几乎所有的科学技术领域，成为一种丰富多彩、应用广泛并且实用高效的数值分析方法。
由于有限元方法研究在科学研究和工程分析中的作用和地位，有限元方法的研究己成为数值计算的主流。目前，国际上著名的通用有限元分析商业软件有ansys，abaqus，msc/nastran，msc/marc，adina，algor，pro/mechanica，ideas等。国产有限元软件：fepg,scifea , jifex,kmas等。
3. 研究的基本内容与计划
1~3周（2月12日~3月5日）查阅相关资料，完成开题报告。安装并开始学习ansys软件，仔细阅读相关资料并吸收消化
4~7周（3月12日~4月2日）熟悉并能熟练运用ansys软件，利用ansys初步对内燃机活塞进行应力及变形分析
8~13周（4月9日~5月7日）结果分析，开始撰写论文
4. 研究创新点
运用proe按照活塞的基本尺寸建模，利用ansys导入活塞的实体有限元模型，根据经验公式或经验值确定活塞受热的边界条件。
根据ansys有限元分析软件利用有限元法对活塞在标况下的热应力、机械应力和在温度载荷与机械载荷共同作用下的耦合应力场分布以及变形情况进行计算。
明确了活塞工作过程中各部位的应力和变形分布状况、承受的热负荷和机械负荷的大小，得到活塞的不同截面的应力分布和最大应力值及其位置，并对其强度进行校核。
