柴油机曲轴有限元分析及结构优化设计

对一车用柴油机整体曲轴建立了符合实际情况的三维模型,采用有限元法对其进行了三维有限元分析,研究了整体曲轴的应力状态,并对其在交变载荷下的疲劳强度进行了校核。同时对曲轴结构参数,圆角形状优化和圆角应力分布等相关问题进行了探讨。最后对曲轴进行了模态分析。为柴油机曲轴的结构设计提供了有价值的理论依据。     

农用柴油机曲轴的有限元分析

应用有限元分析软件ANSYS,建立了农用柴油机曲轴的三维有限元模型,按标准工况求出曲轴各连杆轴颈载荷,模拟曲轴的力边界条件和位移边界条件进行了曲轴静力学分析;并校核了在危险载荷作用下曲轴的疲劳强度。同时,对曲轴进行了约束模态分析,得出各阶振型和频率,计算结果较真实地反映了曲轴固有频率特性,为柴油机曲轴的改型设计提供了一些参考。     

球铁曲轴结构强度经验计算方法的探讨

目前国内对球铁曲轴疲劳强度的评价及其安全系数的计算,常常引用国外某些经验计算方法。由于这些方法均以各自的试验为基础,无疑都具有不同程度的局限性。我们试用这些方法对若干曲轴进行计算与比较,发现计算结果与球铁曲轴的实际强度差别较大。本文以球铁曲轴的强度试验结果为依据,探讨用结构强度参数[M_1]/D~3的大小来直接衡量实体曲轴的承载能力,并简略介绍了应用实体曲轴疲劳强度图估算安全系数的方法。     

基于ANSYS的BN492发动机曲轴有限元分析

曲轴是发动机中最重要零件之一。理论和实践表明,曲轴的破坏形式主要是弯曲疲劳和扭转破坏,曲轴内产生交变的弯曲和扭转应力,可能引起曲轴疲劳失效。本文以BN492曲轴为例,对曲轴单拐模型进行了应力和位移静力分析,确定危险点位置,并对曲轴的弯曲疲劳强度进行了校核。最后对整个曲轴模型进行前12阶自由模态分析,得出曲轴的固有频率和振型,为曲轴的设计以及改进提供了参考依据。     

曲轴-轴承系统动力学摩擦学和弹性力学耦合分析

以四缸柴油机为研究对象,采用自编程序和ADAMS、ANSYS相结合的办法,耦合分析研究了曲轴-轴承系统的动力学特性、摩擦学特性和弹性力学特性,并将损伤积累理论应用于曲轴疲劳强度计算。分析结果表明：这种耦合分析结果和传统的非耦合分析结果有很大不同;对曲轴-轴承系统同时发生的机械行为进行耦合分析,对于提高内燃机工作可靠性,改善性能是必要的。     

8L265柴油机曲轴的疲劳分析及结构优化

以8L265柴油机的曲轴为研究对象,运用Pro/E软件对曲轴的整体进行了符合实际情况的建模,然后导入到有限元分析软件ANSYS-Workbench中对其进行有限元分析,研究了整体曲轴的变形情况及应力分布情况,并对交变载荷作用下的曲轴进行了疲劳强度校核。以曲轴的单拐模型为研究对象研究了轴颈过渡圆角处半径,轴颈过渡圆角形状等结构参数对应力集中效应的影响。最后对曲轴整体进行了振动模态分析,分析了曲轴的自由模态振动,为以后的动力学分析打下良好的基础。     

柴油机曲轴动态疲劳强度分析

以某直列6缸柴油机曲轴为研究对象,通过动力学非线性分析的方法对该轴进行了耐久性的研究。首先建立了曲轴等部件的三维有限元模型,采用子结构技术,对有限元模型进行模态压缩,然后运用AVL的动力分析模块EXCITE进行动力学非线性仿真,得到一个工作循环曲轴的瞬态应力分布状况,并进行疲劳强度安全系数计算。     

曲轴疲劳试验数据统计方法改进研究

以曲轴弯曲疲劳实验为研究对象,针对P-S-N曲线,提出了一种基于结合最小二乘法来对实验数据进行拟合确定给定QCI点的疲劳强度值,在此基础上对不同取值下的疲劳强度分布特性进行对比分析。研究结果表明,传统的极大似然法得到的实验值与理论值往往相差较大,偏保守,而此种方法推断得到的数据更接近试验值,能够更好的在工程中适用。     

某型农用植保无人直升机发动机曲轴动力学分析方法的研究

针对某型农用植保无人直升机用曲轴增寿及提高可靠性的要求,采用静强度校核的方式替代动态受力分析,计算仿真出发动机曲轴静强度和疲劳强度,计算和仿真结果满足发动机曲轴静强度及疲劳强度安全系数要求,最后通过发动机寿命试验验证分析及计算的正确性。     

内燃机曲轴结构设计的方法

本文通过对内燃机曲轴疲劳破坏形式及其主要原因的分析,得出弯曲和扭转疲劳断裂是内燃机曲轴的主要破坏形式。内燃机曲轴部分的结构形状和主要尺寸,对内燃机曲轴的抗弯疲劳强度和扭转刚度有主要影响,因而强调在内燃机曲轴设计时,必须对内燃机曲轴的结构强度问题予以充分重视。     

ZS1105型柴油机机体改进设计

应用PRO/E三维造型软件和ANSYS有限元分析软件,建立了ZS1105柴油机机体的有限元模型,并对其进行结构强度的分析,找出应力集中的危险截面,得到了最佳设计方案,为该机体的改进设计提供了依据。     

N480Q曲轴滚压机床滚压系统设计计算

本文对滚压刀具的结构形式和配置进行了讨论,设计了用于曲轴滚压加工的专用滚压头,对滚压加工过程中的功率消耗、滚压加工时曲轴的轴向变形量进行了计算,可为研制国产化的曲轴滚压专用设备提供帮助。     

基于Pro/E和ANSYS的16V170柴油机有限元分析

将有限元法应用到淄博柴油机总公司的16V170柴油机曲轴设计之中,利用ANSYS软件对整体曲轴进行了静强度和模态分析。采用参数化造型软件Pro/E对16V170柴油机曲轴进行三维实体造型,再将模型导入到ANSYS中进行有限元分析。分析表明曲轴满足设计要求,采用的方法以及得出的结论可为16V170柴油机曲轴的设计、改进以及优化提供技术和理论支持。     

五缸往复泵曲轴的柔体动力学分析

针对曲轴作为往复泵的关键运动部件和受力部件,由多段偏心轴组成,存在结构突变等易使应力集中的结构,加之受弯扭组合应力,存在准确计算困难的问题.以某型五缸往复泵的曲轴计算为例,利用ADAMS软件对曲轴系统进行柔体动力学计算,得到曲轴在4个周期内的运动规律和受力情况.结果显示,在曲轴5个曲拐的倒角处应力较大,同时找出准确的极值应力点和对应的位置,曲拐2左侧倒角应力为最大值93.23 MPa,出现在216°,576°,936°和1 296°这4个角度位置点,呈周期性出现.同时,利用静力学对柔体动力学计算结果进行验证,静力学计算最大应力值为92.46 MPa,偏差0.8%,并且计算结果与曲轴实际工作情况基本一致,为曲轴设计和进一步优化提供了参考,对工程设计具有一定的指导意义.     

发动机曲轴主轴承润滑分析与节省功率的研究

建立了评价内燃机曲轴主轴承功率损失的润滑分析计算模型，分析了通过减小高功率密度(HPD)发动机曲轴主轴承直径来减少主轴承摩擦功率损失的可行性。针对具体发动机，分析了在不同爆发压力、不同润滑油温度下主轴承直径的减小对轴承润滑特性和曲轴扭转应力的影响，并计算了各种条件下发动机功率的节省量，提出了主轴承直径的最大可能减小量。     

基于模拟退火算法的五缸往复泵曲柄相位布置方案优化

为改善往复泵曲轴受力,提高其工作性能,通过对往复泵曲轴受力及强度分析,以曲轴曲柄5个不同初始相位角为设计变量,以曲轴危险截面所受最大弯矩最小为优化目标,建立往复泵曲柄相位布置方案优化模型.基于模拟退火算法对往复泵曲轴的曲柄相位布置方案进行优化,最终得到2种曲柄相位优化布置,并对优化后的曲轴进行受力及强度仿真分析. 结果表明:优化后的曲柄相位布置方案使得曲轴所受最大弯矩及弯扭组合应力最小,最优布置方案与最差布置方案相比,有效改善了曲轴受力;曲柄相位布置方案优化模型的建立方法同样适用于多缸(五缸、七缸及九缸)单/双作用往复泵,具有通用性;模拟退火算法可以快速优化曲柄相位布置方案,该算法可求得整体最优解,可靠性高,为类似曲轴的曲柄相位布置方案优化提供了新方法.     

F165型发动机曲轴箱的强度与力学模型分析

用有限单元法对Ｆ１６５型发动机曲轴箱应力分布进行了计算和分析,并建立了曲轴箱的力学简化模型,通过测试验证了该模型的合理性。同时,对曲轴箱的薄弱环节提出了改进方案,从而提高了曲轴箱的工作性能和寿命。     

基于曲轴强度的五缸泵曲柄初相角布置方案优化

为降低排出过程中液缸内压在曲轴上产生的周期性反作用力,以降低载荷、提高曲轴疲劳寿命,通过量纲一化的方法分析了曲轴扭矩、弯矩及计算应力等强度相关评价因子,提出了五缸往复泵曲柄初相角的优化布置方法,最终在120种布置方案中快捷而准确地优选出了2种使曲轴强度最优的方案,使得曲轴所受周期性扭矩及弯矩的波动幅值最小,有利于改善曲轴受力、提高强度、减小系统振动,有效地在五缸泵源头上提高动力端的工作性能,改善往复泵设计的可靠性,且所提出的2种方案与《往复泵设计》推荐的方案及国内外现行五缸泵产品所采用的布置方案完全一致,验证了本设计方法的正确性和可行性.     

曲轴的强度研究方法与曲轴疲劳寿命的提高

介绍了曲轴强度研究的几种简化模型 ,着重分析讨论了有限元技术在曲轴强度研究中的应用 ,提出规范化曲轴有限元分析模型的论点 ;论述了提高曲轴疲劳寿命的 3种途径 ,指出进行曲轴滚压强化关键工艺参数设计理论的研究是当务之急。