某柴油机后吊耳强度分析-玉柴吴志鹏

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1、某柴油机后吊耳强度分析吴志鹏广西玉柴机器股司工程研究院广西玉林537005摘要：应用Abaqus软件，模拟某柴油机后吊耳在承受发动机和变速箱重量的强度情况，分析判断该吊耳结构设计是否合理。关键词：Abaqus后吊耳强度1前言在通常的有限元分析中，绝大多数采用线性方法分析，但是这种情况在出现接触的时候局部会产生较大的偏差，在本计算中，采用接触非线性的算法进行计算。2后吊耳有限元分析过程2.1建立有限元模型本计算针对后吊耳进行强度分析，计算模型包括：前吊耳、后吊耳、螺栓2颗以及缸盖部分。变速箱重90KG左右（包括润滑油），发动机的质量300kg，发动机及

2、变速箱重量采用在其质心位置创建MPC，在吊链交点施加等效力模拟，吊链采用Truss单元模拟。模型利用Hypermesh软件划分网格，在Abaqus/CAE软件里面施加边界条件，由Abaqus求解器进行求解，网格单元为C3D10M。表1计算模型单元数和节点数零件数量单元数节点数前吊耳11254522043后吊耳162898101698螺栓21275220970缸盖部分11935331294后吊钩15751111图1后吊耳等网格模型表2分析中各零件的材料特性零件材料弹性模量(MPa)泊松比5前吊耳Q235-A2.06×100.285后吊耳Q235-A2.

3、06×100.285后吊钩STEEL2.06×100.305螺栓40Cr2.06×100.285缸盖部分HT2501.2×100.272.2边界条件所有螺栓头部与被紧固件的接触面、所有螺栓螺纹与接触的螺纹孔用Tie连接，吊耳与气缸体部分全部用Slide连接，在Slide接触中，钢与铸铁的磨擦系数值取0.3，钢与钢的摩擦系数取0.15，即吊耳与缸盖之间的摩擦系数取0.3，螺栓与吊耳之间的摩擦系数取0.15。两边吊链取一个夹角为直角进行计算。计算坐标系X坐标用从发动机变速箱重心指向吊链交点来定义，即重力反方向，前后吊勾对前后吊耳作用点、与发动机变速箱重心

4、以及吊点在同一平面内，发动机变速箱重心点全约束，与前后气缸体中间面用MPC连接。用一垫块模拟吊钩，用tie与后吊耳接触，如图2所示：图2有限元全模型M10的螺栓预紧力27500N，发动机变速箱实测净重390kg，加上油、水再适当的取大点安全系数，本计算取450kg。在吊链交点处加一作用力F=4500N代替，方向为重心指向吊链交点，通过定义坐标。3模型计算结果Q235钢材料的屈服强度>235MPa，抗拉强度375～500MPa。计算得到原模型后吊耳的应力云图分别见图3～4。图3后吊耳等效应力云图图4后吊耳拉应力云图通过应力云图可以很直观的得到原模型后吊

5、耳的应力分布情况，最大等效应力和最大拉应力点都发生在如图所示的弯角处，过滤掉虚应力后，可以看到后吊耳最大等效应力约为215.4MPa，小于Q235材料的屈服值（235MPa），最大拉应力约209.1MPa，小于Q235材料的抗拉值（370～500MPa），因此该吊耳是安全的。4结论后吊耳的最大等效应力（215.4MPa）和最大拉应力209.1MPa均低于该材料的许可应力，因此，该吊耳（在吊链夹角为90度的情况下）是安全的。5参考文献[1]接触非线性在有限元分析中的应用，赵明，ABAQUS年会论文集，2002年。[2]ABAQUSInc.ABAQUSA

6、nalysisUser’sManual.ABAQUSInc.[3]刘鸿文.材料力学.北京：高等教育出版社