本文關(guān)鍵詞：曲軸性能分析及其優(yōu)化設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：曲軸是內(nèi)燃機(jī)最為重要的部件,曲軸的模擬計(jì)算是一個(gè)非常有意義的研究領(lǐng)域。本文以福建力佳股份有限公司SL4105Z柴油機(jī)為載體,計(jì)算分析了曲軸的靜態(tài)性能和動(dòng)態(tài)特性,并利用試驗(yàn)優(yōu)化技術(shù)對(duì)曲軸進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)和多種方案的試驗(yàn)比較,得到了試驗(yàn)指標(biāo)下的顯著性影響因素,為今后的曲軸設(shè)計(jì)提供了一些科學(xué)依據(jù)和可行性方案。 本文的主要工作和主要結(jié)論如下: (1) 利用Pro/E軟件建立曲軸的三維模型,并導(dǎo)入ANSYS軟件劃分網(wǎng)格得到有限元模型,包括模型選擇及簡(jiǎn)化、單元選擇、網(wǎng)格劃分、選擇計(jì)算工況、確定邊界條件及確定載荷和約束施加等。 (2) 對(duì)曲軸進(jìn)行靜態(tài)分析,分別對(duì)曲軸單拐和整體曲軸進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算,驗(yàn)證了曲軸有限元模型及邊界條件的正確性和可行性,得到了與實(shí)際情況相符的應(yīng)力云圖,分別運(yùn)用GOODMAN法和傳統(tǒng)的疲勞強(qiáng)度校核方法計(jì)算曲軸的安全系數(shù)。 (3) 對(duì)曲軸進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì),利用有限元分析和試驗(yàn)優(yōu)化技術(shù)討論曲柄寬度、主軸頸直徑、曲柄銷直徑、卸載槽上部到曲軸中心線垂直距離、卸載槽的軸向深度、卸載槽處圓角半徑對(duì)曲軸強(qiáng)度的影響,得到了改善曲軸強(qiáng)度的有效途徑。 (4) 通過(guò)優(yōu)化處理發(fā)現(xiàn)在六個(gè)因素中主軸頸直徑和卸載槽上部到曲軸中心線垂直距離對(duì)曲軸的強(qiáng)度有較為顯著的影響,以曲軸曲柄銷圓角處最大應(yīng)力值為目標(biāo)函數(shù),得到了原曲軸改進(jìn)的最優(yōu)方案,并給出了置信區(qū)間。 (5) 對(duì)曲軸進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析,計(jì)算分析原曲軸的固有頻率,得到與實(shí)際相符的模態(tài)頻率及模態(tài)振型,并用同樣的計(jì)算方法計(jì)算和分析改進(jìn)的最優(yōu)曲軸方案的固有頻率,比較兩者的動(dòng)態(tài)特性。
【關(guān)鍵詞】：曲軸 疲勞強(qiáng)度 動(dòng)態(tài)特性 有限元 試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號(hào)】：TK403
【目錄】：

• 第一章 緒論9-18
• 1.1 論文選題的目的和意義9-10
• 1.2 本文的主要工作10
• 1.3 有限元法在發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中研究現(xiàn)狀及發(fā)展10-18
• 1.3.1 有限元網(wǎng)格生成技術(shù)11-12
• 1.3.2 邊界條件的確定方法12-13
• 1.3.3 邊界條件的施加方法13-16
• 1.3.4 有限元技術(shù)應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題16-18
• 第二章 模型的建立18-25
• 2.1 三維模型的建立18-20
• 2.1.1 Pro/Engineer軟件介紹18-19
• 2.1.2 模型的簡(jiǎn)化19
• 2.1.3 模型的建立19-20
• 2.2 有限元模型20-25
• 2.2.1 ANSYS軟件介紹20-21
• 2.2.2 模型的生成21-22
• 2.2.3 單元的選擇22
• 2.2.4 網(wǎng)格的劃分22-25
• 第三章 曲軸靜態(tài)性能分析25-33
• 3.1 力邊界條件25-26
• 3.2 邊界條件的確定26-29
• 3.2.1 計(jì)算條件處理26
• 3.2.2 力邊界條件26-28
• 3.2.3 位移邊界條件28
• 3.2.4 材料特性28-29
• 3.3 復(fù)合狀態(tài)下的疲勞強(qiáng)度的評(píng)估29-30
• 3.4 計(jì)算結(jié)果分析30-33
• 3.4.1 應(yīng)力分析30-31
• 3.4.2 平均應(yīng)力、應(yīng)力幅及安全系數(shù)31-33
• 第四章 曲軸的優(yōu)化計(jì)算33-48
• 4.1 模型的建立與計(jì)算假設(shè)33-34
• 4.1.1 模型的假設(shè)33
• 4.1.2 邊界條件33-34
• 4.2 方案的組合及選擇34-37
• 4.2.1 因素和水平的選擇35
• 4.2.2 正交表的選擇和編制35-37
• 4.2.2.1 正交表的選擇36-37
• 4.2.2.2 各因素在正交表中的設(shè)置37
• 4.3 方差分析方法簡(jiǎn)述37-40
• 4.4 多目標(biāo)試驗(yàn)指標(biāo)的優(yōu)化分析40
• 4.5 方差分析40-47
• 4.5.1 試驗(yàn)指標(biāo)的構(gòu)成40-42
• 4.5.2 結(jié)果值的點(diǎn)估計(jì)和置信區(qū)間42-43
• 4.5.3 計(jì)算結(jié)果分析43-47
• 4.6 總結(jié)47-48
• 第五章 曲軸的動(dòng)態(tài)特性分析48-57
• 5.1 概述48
• 5.2 計(jì)算模態(tài)分析思想及其方法48-49
• 5.3 模態(tài)分析49-57
• 5.3.1 模態(tài)提取方法49-50
• 5.3.2 有限元模型的建立50
• 5.3.3 模態(tài)結(jié)果分析50-53
• 5.3.4 優(yōu)化曲軸的模態(tài)分析53-57
• 第六章 全文總結(jié)及進(jìn)一步工作展望57-59
• 6.1 全文總結(jié)57
• 6.2 進(jìn)一步工作展望57-59
• 參考文獻(xiàn)59-61
• 致謝61-62
• 碩士期間發(fā)表的論文62

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

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3 宋曉玲;;基于有限元技術(shù)曲軸的動(dòng)力學(xué)性能分析[J];制造業(yè)自動(dòng)化;2012年04期

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中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

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2 鄭利銘;球鐵曲軸沉割槽有限元分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];大連理工大學(xué);2006年

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7 劉鵬飛;單缸柴油機(jī)曲軸強(qiáng)度分析[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

8 李國(guó)森;乳化液泵曲軸的疲勞分析與虛擬壽命預(yù)測(cè)[D];太原理工大學(xué);2010年

9 柴啟寅;中速柴油機(jī)曲軸和缸套有限元分析與試驗(yàn)研究[D];武漢理工大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：曲軸性能分析及其優(yōu)化設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：253452