3100柴油機(jī)機(jī)體有限元分析.pdf

1、柴油機(jī)的零部件中，機(jī)體是鑄造的箱體零件，構(gòu)成柴油機(jī)的骨架，支撐和固定著柴油機(jī)的所有運(yùn)動(dòng)部件，使其在工作時(shí)保持相對(duì)準(zhǔn)確的位置。機(jī)體的可靠性對(duì)整個(gè)柴油機(jī)的性能有著重要的影響，在設(shè)計(jì)過(guò)程中必須進(jìn)行深入地分析和計(jì)算，對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度有一個(gè)較為準(zhǔn)確的估計(jì)，以便合理地改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，取得令人滿意的設(shè)計(jì)效果。 柴油機(jī)機(jī)體的強(qiáng)度分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)一直是柴油機(jī)零部件研究的難點(diǎn)，不僅因?yàn)樗叽绱?，而且受力?fù)雜，建立機(jī)體的計(jì)算模型有一定的困難。隨

2、著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的發(fā)展，對(duì)機(jī)體進(jìn)行有限元分析己成為輔助設(shè)計(jì)的重要手段。 有限元法是一種通用的數(shù)值分析方法，是目前研究復(fù)雜結(jié)構(gòu)受力問(wèn)題最為可靠和有效的手段。本文應(yīng)用模態(tài)分析理論和有限元技術(shù)，對(duì)珀金斯3100柴油機(jī)機(jī)體的自由模態(tài)和三缸最大爆發(fā)壓力工況下機(jī)體的變形和應(yīng)力分布情況進(jìn)行了研究。在Pro/E軟件平臺(tái)上建立了機(jī)體的三維實(shí)體模型，并對(duì)其進(jìn)行了合理的簡(jiǎn)化，在PATRAN軟件中選用六面體單元對(duì)機(jī)體三維實(shí)體模型進(jìn)行了手動(dòng)網(wǎng)格劃分，建

3、立了機(jī)體的有限元模型。采用工程上常用的Lanczos法計(jì)算出機(jī)體自由模態(tài)的固有頻率和振型，通過(guò)振型分析，找到機(jī)體振動(dòng)的薄弱部位，為優(yōu)化機(jī)體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了理論參考。在模態(tài)分析的基礎(chǔ)上，考慮柴油機(jī)的穩(wěn)態(tài)工作狀況，以氣缸燃?xì)鈮毫?、活塞連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的慣性力和活塞側(cè)壓力等為主要因素，確定機(jī)體所受的激勵(lì)力，利用NASTRAN解算器對(duì)3100柴油機(jī)機(jī)體進(jìn)行了應(yīng)力和變形計(jì)算，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了強(qiáng)度校核，分析結(jié)果對(duì)機(jī)體設(shè)計(jì)和機(jī)體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化具有重要的指