高功率密度柴油機(jī)曲軸強(qiáng)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(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率要求越來(lái)越高，國(guó)外由于研究高功率密度柴油機(jī)比較早，其研發(fā)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到很高的水平，相比而言，國(guó)內(nèi)的設(shè)計(jì)研發(fā)水平則相對(duì)落后。熱能動(dòng)力機(jī)械的重要性能指標(biāo)之一就是功率密度，尤其是空間尺寸要求非常嚴(yán)格的車(chē)輛上，高功率密度柴油機(jī)就顯得十分重要。眾所周知，發(fā)動(dòng)機(jī)要想發(fā)出很高的功率，這就對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的各主要運(yùn)動(dòng)部件承受負(fù)荷的能力有了更高的要求，極高的氣體壓力和高速運(yùn)動(dòng)的部件產(chǎn)生的慣性力作用在曲柄連桿機(jī)構(gòu)上，按常規(guī)

2、設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)部件能否承受這樣高的機(jī)械負(fù)荷，曲軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有什么特殊要求。高功率密度柴油機(jī)的主要運(yùn)動(dòng)部件所受應(yīng)力及疲勞壽命是我們?cè)谠O(shè)計(jì)和研究時(shí)考慮的重點(diǎn)。由于功率大，對(duì)零件的強(qiáng)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(qiáng)度如果不夠就會(huì)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(huì)造成曲軸過(guò)早失效及斷裂，從而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作，甚至造成安全事故。本文首先利用Proe軟件對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸建立三維模型，然后用有限

3、元分析軟件Ansys進(jìn)行強(qiáng)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(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核。在工程領(lǐng)域中，要想精確預(yù)測(cè)曲軸的疲勞強(qiáng)度和壽命是一件極其困難的事。因此，對(duì)于汽車(chē)企業(yè)來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)一種實(shí)用性強(qiáng)、精度可靠、疲勞壽命長(zhǎng)的曲軸，具有重要的意義。本文以高功率密度柴油機(jī)曲軸為主要的研究對(duì)象，利用Ansys對(duì)曲軸進(jìn)行動(dòng)力分析，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行曲軸結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，以減少應(yīng)力集中，并進(jìn)行疲勞計(jì)算，為高功率密度曲軸的設(shè)計(jì)和研究提供理論幫助。

4、r>　　本文所進(jìn)行的主要研究工作由以下幾點(diǎn)組成：
　　1.由常功率和高功率密度柴油機(jī)的示功圖，進(jìn)行動(dòng)力計(jì)算，并比較兩種柴油機(jī)曲軸所受載荷的大小。
　　2.根據(jù)高功率密度柴油機(jī)的示功圖和設(shè)計(jì)規(guī)則來(lái)設(shè)計(jì)曲軸。
　　3.利用有限元分析軟件Ansys對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸建立模型、劃分網(wǎng)格，并進(jìn)行強(qiáng)度分析，最后得到曲軸的應(yīng)力分布情況并對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核。
　　4.對(duì)高功率密度柴油機(jī)曲軸的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化并對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核。
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