連桿作為曲柄連桿機(jī)構(gòu)的重要活動構(gòu)件,發(fā)動機(jī)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)離不開結(jié)構(gòu)合理、性能穩(wěn)定可靠的連桿。發(fā)動機(jī)在工作時(shí),連桿與活塞銷相連接,將活塞的往復(fù)直線運(yùn)動所引起的往復(fù)慣性力轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)慣性力,連桿的工作環(huán)境必然決定了連桿將受到交替變化的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力,那么連桿必須具備足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及抗疲勞性能力。首先對連桿在工作時(shí)的運(yùn)動情況以及整體受力情況進(jìn)行分析,為連桿的載荷計(jì)算做好理論基礎(chǔ),進(jìn)一步對發(fā)動機(jī)連桿的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行分析計(jì)算,同時(shí)完成對連桿在工作過程中的動態(tài)特性研究以及連桿的疲勞特性研究分析,最后對連桿進(jìn)行輕量化的優(yōu)化設(shè)計(jì),最終得到不僅性能可靠、結(jié)構(gòu)布局合理而且能夠滿足質(zhì)量明顯減輕、體積較小以及對連桿大、小頭往桿身過渡區(qū)域處的應(yīng)力集中現(xiàn)象能明顯降低的連桿。本文以團(tuán)隊(duì)正向開發(fā)的2V86型汽油發(fā)動機(jī)的連桿組件為研究對象,對連桿桿身、連桿蓋、上下軸瓦以及連桿螺栓等連桿組件根據(jù)二維圖紙采用大型通用三維建模軟件Pro/E進(jìn)行實(shí)體數(shù)模。然后采用有限元前處理軟件Hypermesh對連桿組件進(jìn)行網(wǎng)格劃分,然后針對代表性工況時(shí)連桿的受力、變形、疲勞強(qiáng)度等進(jìn)行計(jì)算,本次研究主要在最大爆發(fā)壓力、最大往復(fù)慣性力、螺栓... 

【文章來源】：重慶理工大學(xué)重慶市

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 課題研究的目的及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究目標(biāo)、研究內(nèi)容
    1.4 本章小結(jié)
2 連桿的運(yùn)動與受力分析
    2.1 發(fā)動機(jī)基本參數(shù)
    2.2 發(fā)動機(jī)連桿的運(yùn)動分析
        2.2.1 連桿的角位移
        2.2.2 連桿的角速度
        2.2.3 連桿的角加速度
    2.3 連桿受力分析
        2.3.1 螺栓預(yù)緊力的計(jì)算
        2.3.2 氣體壓力的計(jì)算
        2.3.3 往復(fù)慣性力的計(jì)算
    2.4 本章小結(jié)
3 連桿強(qiáng)度的有限元分析
    3.1 有限元法的基本理論
        3.1.1 單元位移模式
        3.1.2 應(yīng)變矩陣
        3.1.3 單元剛度矩陣
    3.2 連桿的有限元求解
        3.2.1 連桿模型的建立
        3.2.2 連桿網(wǎng)格劃分
        3.2.3 連桿材料屬性的確定
    3.3 邊界條件的施加
        3.3.1 裝配工況下(預(yù)緊力工況)
        3.3.2 最大往復(fù)慣性力工況(最大拉伸工況)
        3.3.3 最大爆發(fā)壓力工況下(最大壓縮工況)
    3.4 本章小結(jié)
4 有限元計(jì)算結(jié)果分析
    4.1 裝配工況
        4.1.1 裝配工況下桿身和桿蓋的應(yīng)力分布
        4.1.2 上、下軸瓦背壓分布
        4.1.3 裝配工況下軸瓦變形
    4.2 最大壓縮工況
        4.2.1 最大壓縮工況下連桿應(yīng)力分布
        4.2.2 最大壓縮工況連桿位移變形
    4.3 最大拉伸工況
        4.3.1 最大拉伸工況連桿應(yīng)力分布
        4.3.2 最大拉伸工況下連桿位移變形
    4.4 本章小結(jié)
5 連桿模態(tài)分析
    5.1 模態(tài)分析理論
    5.2 連桿模態(tài)有限元模型的建立與計(jì)算
    5.3 連桿模態(tài)計(jì)算結(jié)果分析
    5.4 本章小結(jié)
6 連桿的屈曲分析
    6.1 桿件屈曲強(qiáng)度計(jì)算
        6.1.1 Euler公式
        6.1.2 中柔度壓桿屈曲強(qiáng)度計(jì)算
    6.2 連桿屈曲強(qiáng)度計(jì)算方法
        6.2.1 歐拉公式和直線公式組合
        6.2.2 極限應(yīng)力法
    6.3 有限元法在連桿屈曲上的應(yīng)用
    6.4 連桿進(jìn)行線性屈曲分析
    6.5 本章小結(jié)
7 連桿疲勞分析
    7.1 疲勞理論基礎(chǔ)
    7.2 連桿疲勞分析步驟
    7.3 結(jié)果處理與分析
    7.4 本章小結(jié)
8 連桿結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    8.1 連桿結(jié)構(gòu)優(yōu)化概述
    8.2 連桿的優(yōu)化設(shè)計(jì)分析
    8.3 連桿最優(yōu)化設(shè)計(jì)模型
    8.4 連桿優(yōu)化結(jié)果顯示及分析
    8.5 本章小結(jié)
9 總結(jié)與展望
    9.1 總結(jié)
    9.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]某三缸發(fā)動機(jī)連桿有限元分析[J]. 牛彩云,陸金華,陳浩平.  裝備制造技術(shù). 2015(10)
[2]基于ANSYS的六缸壓縮機(jī)連桿模態(tài)分析及諧響應(yīng)分析[J]. 劉昌領(lǐng),羅曉蘭.  機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2013(03)
[3]發(fā)動機(jī)連桿設(shè)計(jì)與制造現(xiàn)狀及趨勢[J]. 楊帆,續(xù)彥芳,高舒芳,劉軍萍.  內(nèi)燃機(jī)與配件. 2012(03)
[4]基于Catia的汽車發(fā)動機(jī)連桿靜態(tài)分析[J]. 魏冠琳,王琳.  科技資訊. 2011(29)
[5]基于靈敏度分析的發(fā)動機(jī)連桿優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 許志,李芳.  機(jī)電工程. 2011(09)
[6]基于有限元法的柴油機(jī)連桿強(qiáng)度分析研究[J]. 范鑫,潘茂輝,張成松.  機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2011(09)
[7]發(fā)動機(jī)連桿的有限元分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J]. 阮帥帥,譚丕強(qiáng),崔淑華.  制造業(yè)自動化. 2011(10)
[8]基于ABAQUS的連桿有限元分析[J]. 郭濤,楊曉.  裝備制造技術(shù). 2010(07)
[9]連桿有限元計(jì)算邊界條件研究[J]. 丁家松,李全,梁剛.  柴油機(jī). 2010(03)
[10]汽車連桿的有限元模態(tài)分析[J]. 石建奎.  裝備制造技術(shù). 2009(06)

碩士論文
[1]12V280型柴油機(jī)連桿有限元強(qiáng)度分析[D]. 倪磊.大連交通大學(xué) 2014
[2]發(fā)動機(jī)連桿襯套及軸瓦的有限元接觸分析[D]. 王魯.青島理工大學(xué) 2012
[3]基于有限元法的柴油機(jī)連桿動力學(xué)響應(yīng)分析與研究[D]. 徐燕茹.中北大學(xué) 2012
[4]發(fā)動機(jī)連桿靜動態(tài)強(qiáng)度CAE仿真分析[D]. 朱小平.浙江大學(xué) 2012
[5]柴油機(jī)連桿應(yīng)力和變形的計(jì)算與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 馬軍彥.哈爾濱工程大學(xué) 2010



本文編號：3448726