6050曲柄连杆机构中活塞的有限元分析

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1、摘　　要本文以捷达EA113汽油机的相关参数作为参考，对四缸汽油机的曲柄连杆机构的主要零部件进行了结构设计计算，并利用ANSYS有限元分析对活塞组件进行的热力学分析。首先，分别对活塞组、连杆组以及曲轴进行详细的参数化结构设计，并进行了结构强度和刚度的校核。然后，使用Solidworks三维作图软件建立了活塞的实体模型，并将其导入ANSYS软件进行温度场的分析和处理，分析活塞在缸内的受热情况，从理论上深入了解模型的简化方法，施加适当的边界条件和约束关系，计算活塞在温度等载荷条件下的温度分布。仿真结果的分析表明，仿真结果与发动机的实际工作状况基本一致，文章介绍的仿真方法为曲柄连

2、杆机构的选型、优化设计提供了一种新思路。关键词：发动机；曲柄连杆机构；受力分析；仿真建模；有限元分析；SolidworksIVABSTRACTThisarticlereferstobytheJeetaEA113gasolineengine’srelatedparameterachievement,ithascarriedonthestructuraldesigncomputionformainpartsofthecranklinkmechanisminthegasolineenginewithfourcylinders,themaincomponentsofandbyusi

3、ngANSYSfiniteelementanalysiswascarriedoutonthepistoncomponentanalysisofthethermodynamics.Firstofall,ofthepiston,connectingrodandcrankshaftparametricstructuredesignindetail,andthestructuralstrengthandrigiditycheck.Then,usingSolidworkssoftwaretoestablishtheentitymodelofpiston,andimportitinto

4、ANSYSsoftwareoftemperaturefieldanalysisandprocessing,theanalysisofthepistonwithinthecylinderheating,adeepunderstandingofthesimplifiedmethodofmodelintheory,applyingtheappropriateboundaryconditionsandconstraints,calculatethepistontemperaturedistributionundertheconditionoftemperatureload.Thes

5、imulationresultsshowthatthesimulationresultswiththeactualworkingcondition,engineinthispaperthesimulationmethodfortypeselection,optimumdesignofcrankconnectingrodmechanismprovidesanewwayofthinking.Keywords:Engine；Crankshaft-ConnectingRodMechanism；AnalysisofForce；ModelingofSimulation；FEM；Soli

6、dworksIV目录摘　　要IABSTRACTII目录III第1章绪　　论11.1选题的目的和意义11.2国内外研究现状21.3设计研究的主要内容2第2章连杆组的设计42.1连杆的设计42.1.1连杆的工作情况、设计要求和材料选用42.1.2连杆长度的确定42.1.3连杆小头的结构设计与强度、刚度计算42.1.4连杆杆身的结构设计与强度计算72.1.5连杆大头的结构设计与强度、刚度计算102.2连杆螺栓的设计122.2.1连杆螺栓的工作负荷与预紧力122.2.2连杆螺栓的屈服强度校核和疲劳计算122.3本章小结13第3章曲轴的设计143.1曲轴的结构型式和材料的选择142.

7、1.1曲轴的工作条件和设计要求143.1.2曲轴的结构型式143.1.3曲轴的材料153.2曲轴的主要尺寸的确定和结构细节设计153.2.1曲柄销的直径和长度153.2.2主轴颈的直径和长度163.2.3曲柄163.2.4平衡重163.2.5油孔的位置和尺寸173.2.6曲轴两端的结构173.2.7曲轴的止推183.3曲轴的疲劳强度校核183.3.1作用于单元曲拐上的力和力矩183.3.2名义应力的计算223.4本章小结24第4章活塞组的设计254.1活塞的设计254.1.1活塞的工作条件和设计要求254.1.2活