高功率密度柴油機曲軸強度與疲勞分析.pdf

1、近些年隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，人們對發(fā)動機的功率要求越來越高，國外由于研究高功率密度柴油機比較早，其研發(fā)技術(shù)已經(jīng)達到很高的水平，相比而言，國內(nèi)的設(shè)計研發(fā)水平則相對落后。熱能動力機械的重要性能指標之一就是功率密度，尤其是空間尺寸要求非常嚴格的車輛上，高功率密度柴油機就顯得十分重要。眾所周知，發(fā)動機要想發(fā)出很高的功率，這就對發(fā)動機的各主要運動部件承受負荷的能力有了更高的要求，極高的氣體壓力和高速運動的部件產(chǎn)生的慣性力作用在曲柄連桿機構(gòu)上，按常規(guī)

2、設(shè)計的運動部件能否承受這樣高的機械負荷，曲軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計有什么特殊要求。高功率密度柴油機的主要運動部件所受應(yīng)力及疲勞壽命是我們在設(shè)計和研究時考慮的重點。由于功率大，對零件的強度和疲勞性要求很高，曲軸是其中最重要的零件之一。曲軸的強度如果不夠就會造成曲軸的彎曲和扭曲變形，甚至斷裂；另外曲軸的疲勞壽命如果不夠，葉將會造成曲軸過早失效及斷裂，從而影響發(fā)動機的正常工作，甚至造成安全事故。本文首先利用Proe軟件對發(fā)動機曲軸建立三維模型，然后用有限

3、元分析軟件Ansys進行強度分析，最終得到高功率密度曲軸的應(yīng)力分布情況，并在此基礎(chǔ)上對其進行強度校核。在工程領(lǐng)域中，要想精確預(yù)測曲軸的疲勞強度和壽命是一件極其困難的事。因此，對于汽車企業(yè)來說，設(shè)計一種實用性強、精度可靠、疲勞壽命長的曲軸，具有重要的意義。本文以高功率密度柴油機曲軸為主要的研究對象，利用Ansys對曲軸進行動力分析，在此基礎(chǔ)上進行曲軸結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，以減少應(yīng)力集中，并進行疲勞計算，為高功率密度曲軸的設(shè)計和研究提供理論幫助。

4、r>　　本文所進行的主要研究工作由以下幾點組成：
　　1.由常功率和高功率密度柴油機的示功圖，進行動力計算，并比較兩種柴油機曲軸所受載荷的大小。
　　2.根據(jù)高功率密度柴油機的示功圖和設(shè)計規(guī)則來設(shè)計曲軸。
　　3.利用有限元分析軟件Ansys對發(fā)動機曲軸建立模型、劃分網(wǎng)格，并進行強度分析，最后得到曲軸的應(yīng)力分布情況并對其進行強度校核。
　　4.對高功率密度柴油機曲軸的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化并對其進行強度校核。
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