车用发动机曲轴的有限元分析.pdf

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1、第25卷第9期重庆理工大学学报(自然科学)2011年9月Vol．25No．9JournalofChongqingUniversityofTechnology(NaturalScience)Sep．2011车用发动机曲轴的有限元分析12任思路，童宝宏(1．重庆交通大学机电与汽车工程学院，重庆400074;2．安徽工业大学机械工程学院，安徽马鞍山243002)摘要:采用曲轴的三维实体作为模型，导入到三维有限元分析软件ANSYS，确定了边界载荷，对4种曲柄转角下(10°、19

2、0°、370°、550°)曲轴轴颈处的应变与应力情况进行了分析。该方法具有相对高的精确度，而且可以比较直观地反映出曲轴各个部位的应力大小以及受力后的变形情况。所得结果可为发动机曲轴的强度和刚度优化设计提供参考。关键词:发动机;曲轴;有限元中图分类号:TK411．1文献标识码:A文章编号:1674－8425(2011)09－0011－05FiniteElementAnalysisofVehicleEngineCrankshaft12RENSi-lu，TONGBao-hong(1．SchoolofMechanical-electronicandAutomobile

3、Engineering，ChongqingJiaotongUniversity，Chongqing400074，China;2．SchoolofMechanicalEngineering，AnhuiUniversityofTechnology，Ma’anshan243002，China)Abstract:Thisarticleusesthecrankshaft’sthree-dimensionalentityasthemodel，andthenitim-portsitinto3Dfiniteelementanalysissoftware-ANSYS，andco

4、nfirmstheboundaryload．Thenitana-lyzedthestrainandstressunderfourcrankcornercrankshaftjournals(10°，190°，370°，550°)．Thismethodhasahighprecisionthatcanreflectintuitivepartsofcrankshaft’sstressandstrain’ssituationbyforced．Essays’methodofanalysishasastrongpracticalapplicationvalueforengi

5、necrankshaftoptimizationdesignandanimportantreferenceandguidancesignificanceinthestrengthandstiffnessdesign．Keywords:engine;crankshaft;finiteelement曲轴是汽车发动机中非常重要的零部件之的曲柄转角是不同的。一，如果发生曲轴破坏，就可能导致发动机其他零件的破坏。发动机的气缸在发生最大爆发压力1三维建模时，曲轴的轴颈处受力最大，其应力与应变也是相对较大的。一个循环工况中最大爆发压力所对应以往在对曲轴进行分析时，大多采用单

6、拐或收稿日期:2011－04－14;修回日期:2011－05－25作者简介:任思路(1986—)，男，安徽亳州人，硕士研究生，主要从事现代车辆设计方法与理论研究。12重庆理工大学学报二分之一单拐模型，这种方法有一定的局限性，虽lF=1．57FJBcos(1)0．01然很简化，但缺点显而易见，不能反映发动机曲轴式中:F为曲轴曲柄销上的作用力;FJB为平均分布整体内部应力场的分布状态。有人也曾经使用连在曲柄销上的作用力;l为力作用点对应曲轴中心续梁理论对发动机的曲轴进行计算

7、分析，但假如对称面弧长。把发动机曲轴这样如此复杂的结构简化成连续根据式(1)，可以求出各个离散单元的受力情梁，肯定不是很精确。所以，为了解曲轴强度和曲况，从而进一步求出等效节点的边界力。在对曲轴进轴内部的应力状况，本文采用曲轴的三维整体模行FEA(finiteelementanalysis)分析时，要约束弹簧对型进行有限元分析。主轴颈的径向位移，然后才可以对曲轴的全支撑情况为了方便导入ANSYS分析，需要在同一个实进行模拟。要把曲轴的左端面且靠近轴心的4个对体的基础上进行建模，即只有1个实体。建模时称节点的Z方向上的位移设为0，以便不使曲轴产生先创建一圆柱体和

8、圆台，之后进入草绘操作，反复轴向移动。