矿山发动机曲轴断裂影响因素的分析

论文摘要

在网络协同环境下对内燃机进行新产品设计或改进设计,必须是在详细而深入的分析基础上进行。本文选取了内燃机的重要零件之一曲轴进行分析研究。对曲轴进行详细深入的分析计算需要减少某些假设而尽可能模拟其实际的工作环境,从而得到精确的结果,这样就使得分析方法不断复杂化。将有限元法与传统方法相结合应用,既能保证结果的精度,又能使分析方法实用化。本文利用有限元法进行曲拐弯曲应力仍然限于分段计算法。这是一种近似的计算,还属于较低层次的研究,因为更详细且精确的分析计算需要有曲轴实际工作条件的更多限制。虽然这种分析方法的有效性和它的价值不可否认,但同时也说明在这方面还有更好更可取的研究方法。例如可按连续梁法计算出支承弯矩,再以力偶的方式施加到支承上进行连续梁法有限元分析,在此基础上还可考虑到支承弹性及曲轴刚度等因素。在划分曲轴有限元网格时,深感开发曲轴专用有限元自动网格划分软件的必要性。利用先进的硬件和软件工具,可使研究工作更为方便而深入。

论文目录

• 1 绪论
• 1.1 内燃机 CAD概述
• 1.2 内燃机曲轴强度研究的现状与展望
• 1.2.1 分析计算
• 1.2.2 试验研究
• 1.2.3 讨论与发展
• 1.3 应用软件
• 1.3.1 SolidWorks简介
• 1.3.2 ANSYS简介
• 1.4 本文研究的主要内容
• 2 有限元法及其在发动机零件强度分析中的应用
• 2.1 有限元法简介
• 2.2 位移法求解原理
• 2.2.1 弹性力学基本公式
• 2.2.2 有限元基本方程的推导
• 2.3 生成有限元网格
• 2.3.1 网格生成方法
• 2.3.2 生成网格的注意事项
• 2.4 有限元法在发动机零部件设计中的应用
• 3 曲轴强度的有限元分析
• 3.1 曲轴的强度分析
• 3.2 几何模型的建立
• 3.3 边界条件的确定
• 3.4 载荷
• 3.5 计算结果及分析
• 3.6 弯曲强度安全系数计算
• 4 曲轴结构参数的优化设计
• 4.1 曲轴纵向尺寸对曲轴弯曲强度的影响
• 4.2 轴颈过渡圆角半径对曲轴弯曲强度的影响
• 4.3 轴颈重叠度对曲轴弯曲强度的影响
• 4.4 轴颈空心结构对曲轴弯曲强度的影响
• 结论
• 致谢
• 参考文献