本文關(guān)鍵詞：R175型單缸柴油機(jī)機(jī)體輕量化設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 機(jī)體 輕量化 柴油機(jī) 剛度 有限元分析

【摘要】：單缸柴油機(jī)主要安裝在小型拖拉機(jī)、小型發(fā)電機(jī)組、水泵、園林機(jī)械等工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工具內(nèi)。進(jìn)行單缸柴油機(jī)機(jī)體輕量化對(duì)我國(guó)工農(nóng)業(yè)的發(fā)展以及解決資源和環(huán)境問(wèn)題具有重要意義。發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體是發(fā)動(dòng)機(jī)其它各零配件的安裝基礎(chǔ),承受多種載荷,因而,進(jìn)行單缸柴油機(jī)機(jī)體輕量化必須確保機(jī)體有足夠的強(qiáng)度和剛度。本文以R175型單缸柴油機(jī)機(jī)體為研究對(duì)象進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì),將機(jī)體的材料由鑄鐵改變?yōu)殍T鋁,并采用有限元方法對(duì)其強(qiáng)度和剛度進(jìn)行計(jì)算分析,得到機(jī)體應(yīng)力和變形較大的部位,從而進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。文中利用Pro/E軟件創(chuàng)建機(jī)體組件的三維幾何模型,采用ANSYS軟件進(jìn)行有限元結(jié)構(gòu)分析,求解得到機(jī)體應(yīng)力和變形數(shù)據(jù)。利用這些數(shù)據(jù),文中提出了一種機(jī)體變形分析方法。該方法主要包括對(duì)有限元計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)的提取、處理;對(duì)圓孔采用同軸度、圓柱度、各截面圓度以及漏光率評(píng)價(jià)其變形;對(duì)平面采用平面度進(jìn)行評(píng)價(jià)。通過(guò)計(jì)算分析得出:將原機(jī)機(jī)體材料直接改為鑄鋁合金后,應(yīng)力變化較小,但機(jī)體變形明顯增大,包括氣缸套各截面的圓度與漏光率、機(jī)體主軸承孔的同軸度和圓柱度、主軸承蓋內(nèi)孔圓柱度、機(jī)體頂平面和齒輪室端面平面度都顯著增加。經(jīng)過(guò)改進(jìn)設(shè)計(jì)的鑄鋁合金機(jī)體與原機(jī)相比,應(yīng)力集中現(xiàn)象減少,氣缸套各截面的圓度與漏光率下降,氣缸套內(nèi)孔圓柱度顯著減小,增加了機(jī)體的剛度;機(jī)體頂平面和氣缸套內(nèi)孔同軸度,齒輪室端面平面度,齒輪室蓋側(cè)的同軸度和圓柱度都有所增加,但在相應(yīng)的機(jī)械加工精度下,都能符合圖紙上的加工要求;機(jī)體主軸承孔和主軸承蓋的內(nèi)孔的圓柱度超過(guò)了圖紙要求,但影響不大。通過(guò)各方案對(duì)比分析表明:改進(jìn)后的鋁合金機(jī)體與原機(jī)相比,強(qiáng)度增加,各方面變形都能滿(mǎn)足機(jī)體剛度要求,實(shí)現(xiàn)了機(jī)體輕量化。在保證性能的情況下,機(jī)體的三維模型質(zhì)量由原來(lái)的6.2214 kg下降到5.795 kg,下降百分比為6.9%。
【關(guān)鍵詞】：機(jī)體 輕量化 柴油機(jī) 剛度 有限元分析
【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】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TK422
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-20
• 1.1 輕量化設(shè)計(jì)的基本方法11-14
• 1.1.1 材料優(yōu)化11-12
• 1.1.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化12-13
• 1.1.3 多學(xué)科優(yōu)化13-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀14
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 研究意義和主要內(nèi)容16-20
• 1.3.1 研究意義16-18
• 1.3.2 主要研究?jī)?nèi)容18-20
• 第二章 有限元法介紹20-25
• 2.1 輕量化與有限元法的聯(lián)系20
• 2.2 有限元法的理論基礎(chǔ)20-22
• 2.2.1 有限元分析基本理論20-21
• 2.2.2 有限元法的基本步驟21-22
• 2.3 有限元分析軟件介紹22-24
• 2.3.1 HYPERMESH軟件介紹22-23
• 2.3.2 ANSYS軟件介紹23-24
• 2.3.3 MATLAB軟件介紹24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第三章 機(jī)體輕量化設(shè)計(jì)路線25-35
• 3.1 設(shè)計(jì)思路25-26
• 3.2 減小機(jī)體壁厚26-27
• 3.3 保證高壓密封27-30
• 3.3.1 增加螺栓沉孔深度27-28
• 3.3.2 加寬螺栓搭子下方加強(qiáng)筋28
• 3.3.3 減少止.直徑28-29
• 3.3.4 減小氣缸蓋螺栓剛度差29
• 3.3.5 上、下機(jī)體結(jié)構(gòu)剛度29-30
• 3.4 減少金屬堆積30-31
• 3.5 減小曲軸箱兩側(cè)面剛度差31-33
• 3.5.1 增大主軸承殼法蘭直徑31
• 3.5.2 優(yōu)化飛輪側(cè)加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)31-32
• 3.5.3 軸承座法蘭與頭部的加強(qiáng)筋32-33
• 3.6 增強(qiáng)散熱33-34
• 3.7 其他措施34
• 3.8 本章小結(jié)34-35
• 第四章 機(jī)體組件有限元分析35-58
• 4.1 機(jī)體變形評(píng)價(jià)指標(biāo)35-40
• 4.1.1 圓度35-36
• 4.1.2 圓柱度36-37
• 4.1.3 同軸度37-38
• 4.1.4 平面度38-39
• 4.1.5 漏光率39-40
• 4.2 建立有限元模型40-42
• 4.2.1 三維幾何模型40-41
• 4.2.2 有限元模型41-42
• 4.2.3 機(jī)體組件的材料屬性42
• 4.3 設(shè)置邊界條件42-43
• 4.3.1 位移邊界條件42
• 4.3.2 力邊界條件42-43
• 4.4 計(jì)算方案43-44
• 4.5 應(yīng)力分析44-48
• 4.5.1 機(jī)體整體應(yīng)力44-45
• 4.5.2 機(jī)體應(yīng)力集中現(xiàn)象分析45-48
• 4.6 氣缸套變形分析48-53
• 4.6.1 氣缸套截面說(shuō)明48
• 4.6.2 氣缸套變形情況48-50
• 4.6.3 氣缸套變形評(píng)價(jià)指標(biāo)說(shuō)明50-51
• 4.6.4 氣缸套同軸度和圓柱度51
• 4.6.5 氣缸套各截面圓度、漏光率51-53
• 4.7 機(jī)體主軸承孔和主軸承蓋內(nèi)孔變形分析53-55
• 4.8 平面度分析55-56
• 4.8.1 機(jī)體頂平面平面度55-56
• 4.8.2 齒輪室端面平面度56
• 4.8.3 氣缸套上端面平面度56
• 4.9 本章小結(jié)56-58
• 第五章 結(jié)論和展望58-60
• 5.1 全文總結(jié)58-59
• 5.2 工作展望59-60
• 參考文獻(xiàn)60-63
• 致謝63-64
• 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其他科研成果64

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 桂勁松,康海貴;結(jié)構(gòu)可靠度分析的響應(yīng)面法及其Matlab實(shí)現(xiàn)[J];計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào);2004年06期

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本文編號(hào)：856996