基于ANSYS的曲軸有限元分析及優(yōu)化研究.pdf

1、曲軸是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)最重要的部件之一，也是承受載荷最大的部件之一，曲軸的尺寸大小等參數(shù)直接影響著柴油發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)的尺寸大小和重量，并且在很大的程度上也會(huì)影響柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和可靠性。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步和完善，曲軸的工作條件也越來越惡劣。
　　曲軸作為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的重要部件，承受著周期性變化的復(fù)雜載荷作用，經(jīng)過理論分析和實(shí)踐表明，中小型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的破壞形式在一般情況下主要呈現(xiàn)彎曲疲勞破壞。而一旦曲軸發(fā)生失效，就極有可能引起柴油機(jī)內(nèi)

2、部的其他零部件也相繼產(chǎn)生破壞作用。因此對(duì)于整體式多缸柴油機(jī)的曲軸，如何比較準(zhǔn)確地得到曲軸各部分的應(yīng)力應(yīng)變的大小、曲軸變形分布情況等，對(duì)于本文所討論的直列六缸柴油機(jī)曲軸的設(shè)計(jì)和改進(jìn)是很重要的。
　　本文對(duì)直列六缸柴油發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸進(jìn)行了總體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)柴油機(jī)曲軸進(jìn)行了平衡性分析，在分析的基礎(chǔ)上確定了計(jì)算曲軸靜平衡、動(dòng)平衡的有效方法;將所設(shè)計(jì)的六缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸用Pro/E三維軟件進(jìn)行三維建模，根據(jù)曲軸設(shè)計(jì)相關(guān)參數(shù)及理論公式，仿真分析了曲軸

3、的運(yùn)動(dòng)特性，并得到曲軸各受力情況隨其旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的變化圖;將Pro/E三維建模軟件與ANSYS有限元分析軟件進(jìn)行無縫關(guān)聯(lián)連接，在Pro/E三維建模軟件中所建立的模型直接關(guān)聯(lián)導(dǎo)入ANSYS軟件中，進(jìn)行合理的預(yù)處理分析，采用合適的單元與材料屬性，對(duì)曲軸受力分析并確定合適的靜載荷情況進(jìn)行力和力矩的施加，對(duì)曲軸支撐部分進(jìn)行相應(yīng)的剛性約束與彈性約束，對(duì)曲軸進(jìn)行靜力分析與模態(tài)分析。在靜力分析中求解最大靜力載荷作用下曲軸結(jié)構(gòu)的位移和應(yīng)力，在模態(tài)分析中計(jì)算