发动机在运转时，活塞工作在高负荷环境中。首先，活塞受气体压力、惯性力和侧向力的作用，气体压力和惯性力的方向和大小都是变化的，活塞价格，这就引起了活塞内应力的极度不均匀，容易引起材料的疲劳破坏。其次，活塞，活塞在径向和高度方向上的受热不均匀，引起内部附加极大的热应力，这也是活塞疲劳破坏的主要原因之一。此外，活塞的不同部位还承受着局部力的作用。活塞环岸作用着气体压力和活塞的惯性力，活塞在上止点摇摆使活塞上下边缘遭到冲击。而且由于活塞形状复杂，各部分金属分布不均匀，在不同的直径方向，Q-05-0001活塞，活塞的刚度是不同的，在不同的刚度之间，轴线方向上，活塞的热变形和热应力是不同的，活塞的受力和内应力也是极度不均匀的。这就是活塞设计的重点和难点。
活塞头部裂纹主要是热应力引起的，同时还有机械应力的作用。柴油机运转时，活塞顶部温度分布不均：顶部中央或边缘温度zui高，铸钢活塞可达450oC，活塞配件，铝活塞可达300～375oC，顶面冷却侧和di一道环槽附近温度在200oC左右。在正常工作条件下，活塞头部各处存在着温差应力和高压燃气作用的机械应力等，而且这些应力又都是周期性的；当喷油定时不正、燃油雾化不良或火焰直接触及活塞顶面时就会造成局部过热，引起过大的热应力；当柴油机超负荷运转或活塞顶部冷却不充分时也会引起热应力。过大的热应力会引起裂纹。柴油机频繁起动、停车也会引起热疲劳裂纹。
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