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1、发动机曲轴的振动分析摘要：根据3018柴油机曲轴给定的参数，依据经验公式和实际情况，对曲轴的结构尺寸进行改进。在适当的简化下，利用三维软件Pro/E，建立曲轴的三维实体模型。然后利用有限元分析软件ANSYS完成曲轴仿真振动（模态）的分析，并收集仿真模型数据，得出曲轴的前几阶模态，得到曲轴的固有频率和振型。结果表明，曲轴的固有频率均高于工作转速对应的频率，不易产生共振；曲轴在低阶频率下，主要以弯曲模态为主,随着阶数的增长,变形也随之增大,但变形发生的部位有所不同。通过模态分析的研究，研究该发动机曲轴振动机理，并提出
2、相应的改进措施，降低曲轴振动。关键词：曲轴，三维实体模型，模态分析，频率，振型VibrationAnalysisofEngineCrankshaftAbstract：Accordingtotheparametersof3018dieselenginecrankshaftisgiven,onthebasisoftheempiricalformulaandtheactualsituation,thestructuresizeofcrankshaftisimproved.Inthesimplified,using3Ds
3、oftwarePro/E,athree-dimensionalmodelofthecrankshaft.ThenusingfiniteelementanalysissoftwareANSYStocompletethesimulationofcrankshaftvibration(modal)analysis,andcollectthedataofsimulationmodel,thefirstfewmodesofthecrankshaft,andobtainedthenaturalfrequencyandvibr
4、ationmode.Theresultsshowthat,thenaturalfrequencyofthecrankshaftarehigherthantheworkingspeedofthecorrespondingfrequency,noteasytoproduceresonance;crankshaftatlowfrequencies,mainlyinthebendingmode,withtheorderofgrowth,deformationincreases,butthedeformationofdif
5、ferentparts.Throughtheresearchofmodalanalysis,researchonthemechanismoftheenginecrankshaftvibration,andputforwardsomecorrespondingimprovementmeasures,reducethecrankshaftvibration.Keywords:crankshaft,three-dimensionalentitymodel,modalanalysis,frequency,vibratio
6、nmode目录1绪论11.1课题研究背景11.2模态分析国内外研究状况21.2.1模态分析概述21.2.2国外研究状况31.2.3国内研究状况51.3课题研究的目的和意义61.4课题的主要研究内容62曲轴三维模型的建立72.1Pro/E软件简介72.2曲轴的工艺分析72.2.1曲轴的工作条件及设计要求72.2.2曲轴材料的选取82.2.3曲轴结构尺寸改进82.3曲轴的简化102.4曲轴实体建模103曲轴的模态分析143.1ANSYS简介143.2曲轴模态分析步骤153.2.1建立有限元模型153.2.2指定分析标
7、题153.2.3定义单元类型153.2.4定义材料属性163.2.5划分网格173.2.6模态分析设置183.2.7施加边界条件193.2.8进行求解203.2.9查看结果20I结论32参考文献33致谢34I1绪论1.1课题研究背景发动机是机器的心脏，是动力设备的核心部件,已经广泛应用于现代工农业中，其性能的好坏直接影响着设备的运行。随着科技水平的不断发展，人们对车辆的舒适性、安全性以及发动机的动力性、经济性等要求越来越高，对汽车发动机的噪声、振动和行驶平顺性也越来越重视。因此，发动机及其零部件的不断优化及改进便
8、成了当今汽车行业的重中之重。曲轴是发动机中不可或缺的机件之一，被誉为发动机的脊梁，曲轴的结构设计关系到整个发动机甚至整个动力装置的工作状况，因此，对曲轴各方面的分析便成了首先需要考虑的问题，模态分析便是其中之一。曲轴一般由主轴颈，连杆轴颈、曲柄、平衡块、前端和后端等组成，如图所示。一个主轴颈、一个连杆轴颈和一个曲柄组成了一个曲拐，直列式发动机曲轴的曲拐数目等于气缸数，而V
