基于有限元方法的單缸柴油機(jī)機(jī)體組件結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì).pdf

1、X170F風(fēng)冷柴油機(jī)是江蘇某柴油機(jī)有限公司的主要產(chǎn)品之一。但是X170F柴油機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)于落后、結(jié)構(gòu)相對(duì)陳舊、耗能較大,一些技術(shù)參數(shù)已不能滿足第二代單缸柴油機(jī)的要求,尤其在重量指標(biāo)上嚴(yán)重超重。
　　 有限元法是目前較為有效的研究復(fù)雜結(jié)構(gòu)剛度和強(qiáng)度問(wèn)題的一種數(shù)值分析方法。將它應(yīng)用到內(nèi)燃機(jī)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中能夠大大的提高零部件設(shè)計(jì)的可靠性,同時(shí)縮短設(shè)計(jì)的周期。
　　 本文主要進(jìn)行單缸柴油機(jī)曲軸箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究。針對(duì)原單缸柴油機(jī)整機(jī)比質(zhì)

2、量過(guò)大的問(wèn)題,將鑄鐵機(jī)體改成鋁合金材料。針對(duì)兩種材料的特性不同,尤其是后者的彈性模量較小,易變形,所以應(yīng)在保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的前提下,重點(diǎn)考核曲軸箱、氣缸套、主軸承座等主要零部件的剛度和主要孔系的變形,旨在降低危險(xiǎn)部位的應(yīng)力和變形,滿足柴油機(jī)的性能要求。
　　 本文以X170F型柴油機(jī)機(jī)體組件為研究對(duì)象,對(duì)其強(qiáng)度和變形進(jìn)行了有限元分析。運(yùn)用三維建模軟件Pro/E建立了X170F柴油機(jī)機(jī)體組件的三維模型。利用Hypermesh對(duì)機(jī)體組件

3、三維模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分,設(shè)置了位移邊界條件和力邊界條件;分析了減少原機(jī)整機(jī)比質(zhì)量、設(shè)計(jì)了輕量化后的結(jié)構(gòu)改進(jìn)路線。進(jìn)行了六套方案的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體組件變形研究,提出了氣缸套內(nèi)孔變形評(píng)價(jià)指標(biāo),論證了最終改進(jìn)方案的可行性。進(jìn)行兩種工況下機(jī)體組件的應(yīng)力研究,對(duì)改進(jìn)設(shè)計(jì)前后的曲軸箱應(yīng)力、氣缸套應(yīng)力等進(jìn)行了對(duì)比分析,柴油機(jī)輕量化后的曲軸箱應(yīng)力分布基本一致,能滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)要求。
　　 原鑄鐵曲軸箱整機(jī)質(zhì)量為47.0kg,改進(jìn)后的鋁合金曲軸箱整機(jī)質(zhì)量為