曲軸參數(shù)化建模和有限元分析.pdf

1、有限元法隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展，在包括汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在內(nèi)的幾乎所有工程領(lǐng)域得到了愈來(lái)愈廣泛的運(yùn)用。有限元技術(shù)的出現(xiàn)，為工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域提供了一個(gè)強(qiáng)有力的計(jì)算工具。經(jīng)過(guò)約半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，它已日趨成熟，在工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的設(shè)計(jì)是有限元技術(shù)最早的應(yīng)用領(lǐng)域之一，有限元技術(shù)的應(yīng)用提高了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)零部件設(shè)計(jì)的可靠性，縮短了設(shè)計(jì)周期，大大推動(dòng)了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工業(yè)的發(fā)展。曲軸是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中最重要的部件，同時(shí)也是承受負(fù)荷最復(fù)雜的部件

2、。其結(jié)構(gòu)參數(shù)和加工工藝水平不僅影響著整機(jī)的尺寸和重量，也在很大程度上影響著發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性與壽命。因而曲軸的強(qiáng)度研究是發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)必不可少的重要組成部分。 ANSYS是一個(gè)功能十分強(qiáng)大的、通用性很強(qiáng)的有限元分析軟件，所以本文通過(guò)VC開發(fā)了基于ANSYS為核心的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸有限元分析系統(tǒng)。 在對(duì)曲軸的種類和結(jié)構(gòu)型式進(jìn)行了分類總結(jié)后，提出了控制曲軸三維模型的尺寸，并在ANSYS中實(shí)現(xiàn)了曲軸的三維參數(shù)化建模。 在VC中設(shè)計(jì)了

3、熱計(jì)算和動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊，可以計(jì)算出任何曲軸轉(zhuǎn)角下發(fā)動(dòng)機(jī)連桿傳遞到連桿軸頸上的連桿力。并把計(jì)算結(jié)果和數(shù)據(jù)存入了數(shù)據(jù)庫(kù)中，在其后的曲軸有限元分析時(shí)可以通過(guò)查詢數(shù)據(jù)庫(kù)，得到在任何曲軸轉(zhuǎn)角所有連桿軸頸上作用的力。 通過(guò)比較曲軸靜強(qiáng)度分析時(shí)不同加載方式和約束邊界條件對(duì)結(jié)果的影響，得到了較好的邊界條件，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了曲軸有限元分析的參數(shù)化控制。 本文建立了以ANSYS為計(jì)算核心的，用VC封裝的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸有限元分析系統(tǒng)。并通過(guò)此系統(tǒng)