基于有限元分析的曲軸多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化.pdf

1、曲軸作為內(nèi)燃機(jī)中最重要、載荷最大的零件之一,其設(shè)計的好壞不僅直接決定了內(nèi)燃機(jī)的整體尺寸和重量,而且在很大程度上也決定了內(nèi)燃機(jī)的可靠性和壽命。曲軸的設(shè)計往往涉及到熱力學(xué)、系統(tǒng)動力學(xué)、流體力學(xué)等多個學(xué)科,多學(xué)科之間互相交叉耦合,具有明顯的多學(xué)科特點。本文在對曲軸進(jìn)行有限元分析的基礎(chǔ)上,以多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化理論為背景,對其在內(nèi)燃機(jī)曲軸上的應(yīng)用進(jìn)行了研究。
　　曲軸與連桿、活塞組成曲柄連桿機(jī)構(gòu),從而將活塞連桿組傳來的氣體作用力轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)

2、力矩并向外輸出動力。對曲軸的分析不僅需要考慮缸內(nèi)氣體作用力、往復(fù)慣性力和旋轉(zhuǎn)慣性力的作用,同時對曲軸所受的連桿推力、主軸承支撐力、所受扭矩的影響也應(yīng)考慮在內(nèi)。由于曲軸結(jié)構(gòu)的特點,往往存在局部應(yīng)力集中的現(xiàn)象。本文首先對多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化的內(nèi)容和方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹,提出了現(xiàn)有多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化方法存在的缺點和未來的發(fā)展方向。然后結(jié)合實際工況在Ansys平臺下對曲軸實現(xiàn)了仿真分析,同時為了尋找試驗所需的樣本點,進(jìn)行了試驗設(shè)計,通過回歸分析,得到了曲軸