毕业论文（设计）-V型高功率密度柴油机连杆设计

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1、西南交通大学本科毕业设计（论文）V型高功率密度柴油机连杆设计THEDESIGNOFTHECONNECTINGRODFORV-TYPEHIGHPOWERDENSITYDIESELENGINE级号名业师老导年学姓专指柴油机希望设计的体积小、功率大，结构紧凑，特别是军事用途的柴油机更是如此。徳国MTU公司与美国军方合作已经设计制造出功率密度极高的坦克用柴油机，其升功率接近100kW/L，单位体积功率已经达到1250kW/m3,大大高于国内常规功率密度柴油机。曲于HPD柴油机强化指标提高的幅度太人，国内相关的技术储备明显彳、足。本文参考12缸V型HPD柴油机主耍性能参数，对其连

2、杆做出了结构设计，通过Pro/e建立所设计连杆的三维几何模型，利用ANSYS建立连杆的冇限元分析模型,借助对该HPD柴油机的动力计算结果，对连杆进行了有限元静力分析，得到了在拉伸和压缩工况下高功率密度柴油机连杆强度、刚度。同时，计算分析拉仲和压缩工况下常规功率密度柴油机连杆强度、刚度，并比较两类功率密度条件下连杆的应力应变水平。在满足强度、刚度的要求下，对高功率密度柴油机连杆进行结构改进，并垂新计算。本设计中连杆采用主副连杆，由于只有主连杆装在曲柄销上，因此它可以得到最短的曲轴长度，结构更为紧凑。同吋，主连杆大头刚度大，轴承承压状况好。这满足了高功率密度柴油机大功率、小

3、尺寸的要求。本文通过如上所述的设计过程，设计出了V型高功率密度柴油机连杆，并得出如下结论：连杆结构适宜采用主副连杆型式，材料适宜选W42CrMo合金钢；高功率密度柴油机的最大拉伸载荷比常规功率密度柴油机高1倍左右，最大压缩载荷高三分Z二左右，这主要取决于高功率密度柴油机较高的转速和超高的最大最高爆发压力；连杆小头和杆身强度相对变化较大，需作强化设计。木文对高功率密度柴油机连杆的设计是较为合理的，其强度和刚度可以满足载荷要求。关键词：HPD柴油机主副连杆有限元分析设计AbstractIndesigningdieselengine,wehopedthatithassmall

4、volume,bigpowerandcompactstructure,especiallyforthemilitarydieselengine.MTUCorporationinGermanyandtheAmericanmilitarycooperatedandmanufactureddieselengineontanks,whichhasextremelyhighpowerdensity.It5sspecificpowerisneartolOOkW/Landit'sunitvolumepowerreaches1250kW/m3,whicharegreatlyhigher

5、thanthatofthedomesticnormalpowerdensityDiesel.AsHPDDieseFsstrengthenindicatorincreaseinasohighrate,relatedtechnicalreservesofdomesticareobviouslyinadequate.Thispaperrefersto12cylindersVHPDdieselenginemainperformanceparameter,makesastructuredesignoftheconnectingrod,buildsits3Dgeometricmod

6、elsusingPRO/EandestablishesitsfiniteelementanalysismodelusingANSY.WiththehelpoftheHPDenginedynamiccalculationresults,thepapertakesastaticfiniteelementanalysisandgetsstrengthandrigidityintheexpansionandcompressionconditionsofhighpowerdensitydieselengine.Meanwhile,thepaperalsotakesafinitee

7、lementanalysis,getsstrengthandrigidityintheexpansionandcompressionconditionsofnormalpowerdensitydieselengineandcomparingwiththetwotypespowerdensityconnectingrocTsstressandstrain.Underthemeetingstrengthandrigidityrequirements,thepapertakesstructuralimprovementsandre-calcul