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《基于ANSYS Workbench的V8发动机曲轴有限元模态分析.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第8期机械设计与制造2012年8月MachineryDesign&Manufacture文章编号:1001—3997(2012)08—0011-02基于ANSYSWorkbench的V8发动机曲轴有限元模态分析木吕端曾东建于晓洋张龙平(西华大学交通与汽车工程学院,成都610039)FiniteElementModalAnalysisofV8EngineCrankshaftBasedonANSYSWorkbenchLVDuan,ZENGDong-jian,YUXiao-yang,ZHANGLong-ping(Schoolo
2、fTransportationandAutomotiveEngineering,XihuaUniversity,Chengdu610039,China)【摘要】曲轴是发动机最重要的部件之一,其强度、刚度可以决定发动机的性能,只有强度、刚度合格的曲轴才能保障发动机的正常运行。利用SolidWorks建立了一个高速赛车V8发动机的曲轴模型,并将曲轴模型保存为IGES格式导入到有限元分析软件ANSYSWorkbench中,最后对曲轴模型进行了有限元模态分析,获取了曲轴的前10阶固有频率和相应振型。模态分析可以为曲轴的进一步优化
3、设计以及动力学分析提供理论依据。模态分析的固有频率、振型动画等可以作为曲轴优化设计的参考,通过合理的优化使曲轴能够避开共振的频率区域,有利于提高曲轴的可靠性与寿命。关键词:曲轴;模态分析;ANSYSWorkbench【Abstract】Thecrankshaftisoneofthemostimportantpartsoftheenginewhichstrength,stifnesscoltdeterminetheperformo~eofengine,ontyqualifiedcrankshaftCOltprotectth
4、enormaloperationoftheengine.The3DmodeZofspeedracersV8enginecrankshaftbyusingSolidWorkswasbuiltandsavedasIGESform~,thenimportingintofiniteelementanalysissoftwareANSYSWorkbench.Finallythemodalanalysisiscarriedouttoobtainthenaturalfrequenciesandthevibration—madevect
5、orsofthetint10or—de.Andareferencedataofexperimentalmodalanalysisisobtained.whichprovidesatheoreticalbasisforthefurtheroptimizationanddynamicanalysisofthecrankshaft.Thenaturalfrequencyandmodeshapeani——mationofthemodalanalysisCanbeused∞theoptimizationdesignreferenc
6、eofcrankshaft.Rationalopti-mizationofthecranksha.l~isabletoavoidtheresonancequencyregion,whichwillhelptoimprovethereliabilityandZife-spanofthecrankshaft.KeyWords:Crankshaft;ModalAnalysis;ANSYSWorkbench中图分类号:TH16;U464.133+.3文献标识码:A1引言2曲轴建模曲轴作为一个复杂的弹性连续体,它对发动机的NVH有
7、着2.1三维实体模型建立重要的影响【l】。在发动机高速运转中,曲轴的扭转振动往往成为曲研究的v8发动机曲轴结构形式是十字轴式曲轴,采用的是轴断裂的主要原因。要设计一款曲轴,必须考虑其振动、噪声等特并列连杆式的曲柄连杆机构,其动力学模型与中心式曲柄连杆机性,而对曲轴的模态分析却是必不可少的。模态分析是研究结构构很相似。曲轴共有5个主轴颈,曲轴的主要尺寸参数如下:主轴动力特性的一种近代方法,是系统辨别方法在工程振动领域的应颈长度26ram,主轴颈直径62mm,曲柄销直径48mm。为了避免在用。态是机械结构固有振动特性,每一个
8、模态具有特定的固有频ANSYSWorkbench中建模的复杂性,选择软件SolidWorks进行建率、振型,这些参数可以由计算或试验取得。讨论的是模态分析中模。采用SolidWorks建成的曲轴三维实体模型,如图1所示。的计算模态分析。曲轴在工作过程中不断的受到复杂的交变的冲击载荷激励,随之产生了横向、纵向以及扭转振
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