發(fā)動機曲柄連桿機構(gòu)的扭振及疲勞分析.pdf

1、隨著汽車行業(yè)的迅速發(fā)展，人們對汽車的各項性能指標(biāo)都提出了更高的要求。汽車的噪聲，振動和平順性（NVH）是衡量汽車舒適性的重要指標(biāo)，發(fā)動機作為整車振動的重要來源，已經(jīng)受到研究者和廠商的廣泛重視。曲軸是發(fā)動機重要的零部件，其性能的優(yōu)劣對發(fā)動機的整機性能產(chǎn)生非常大的影響。柴油機曲軸的扭振特性，以及疲勞可靠性的研究對于發(fā)動機的NVH有重要意義。
　　本文以云內(nèi)4100柴油機作為研究對象，應(yīng)用有限元軟件ANSYS、多體動力學(xué)軟件ADAMS及

2、DesignLife疲勞壽命分析軟件，對曲柄連桿機構(gòu)進行了靜強度測試、動力學(xué)仿真以及疲勞壽命分析，主要進行了以下工作：
　　1）應(yīng)用三維軟件進行建模及裝配，得到曲軸、連桿、活塞等零件的基本參數(shù)，并進行相應(yīng)的力學(xué)分析。
　　2）對曲柄連桿機構(gòu)進行多剛體動力學(xué)仿真，得到其典型工況下的各個零件的運動學(xué)關(guān)系。
　　3）替換曲軸為柔性體，并進行剛?cè)狁詈戏抡?，對曲軸系進行扭振的諧響應(yīng)分析，研究不同的轉(zhuǎn)速及負載對曲軸扭轉(zhuǎn)振動幅值的影

3、響。結(jié)果表明，曲軸的扭轉(zhuǎn)振動隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速以及負載的提高，均存在變大的趨勢，且轉(zhuǎn)速對曲軸扭振的影響更為顯著。同時得到曲軸在穩(wěn)態(tài)過程中的各個主軸頸、連桿軸頸的壓力載荷譜，為進一步的曲軸疲勞壽命研究，提供重要的載荷邊界條件。
　　4）在ANSYS中生成有限元的模型，通過自由模態(tài)分析結(jié)果得到曲軸的固有頻率以及振型，并在此基礎(chǔ)上根據(jù)多體動力學(xué)仿真得到的極限載荷，對其進行靜強度校核，結(jié)果表明，曲軸的靜強度超過其使用標(biāo)準(zhǔn)，滿足要求。為后續(xù)的疲勞