学海网

基于ANSYS软件的柴油机曲轴有限元分析

基于ANSYS软件的柴油机曲轴有限元分析
　　 关键字: 曲轴 有限元法 单元选择 网格划分 疲劳强度
　　 采用ANSYS有限单元法，对6105柴油机曲轴进行了整体三维建模，就有限元分析中建立模型时单元选择及网格划分对应力的影响做了分析比较，对整体曲轴进行了静强度、刚度的分析校核，为柴油机曲轴改型设计提供了理论依据。
　　 1 引言
　　 随着柴油机的不断强化，曲轴的工作条件愈加苛刻，保证曲轴的工作可靠性至关重要，其设计是否可靠，对柴油机的使用寿命有很大影响，因此在研制过程中需给予高度重视。由于曲轴的形状及其载荷比较复杂，对其采用经典力学的方法进行结构分析往往有局限性。有限元法是根据变分原理求解数学物理问题的一种数值计算方法，是分析各种结构问题的强有力的工具，使用有限元法可方便地进行分析并为设计提供理论依据。
　　 6105高速柴油机曲轴为全支承式，总长929mm，连杆颈直径为63mm，主轴颈直径为70mm，分别在第1、第3、第4、第6连杆轴颈上设有非轴线对称平衡块。本文采用ANSYS有限元软件，在静应力计算部分采用整体曲轴模型进行有限元分析和模态分析，并就单元选择及网格划分对应力的影响做了分析比较。
　　 2 整体曲轴有限元模型的建立
　　 传统的曲轴分析，国内外多采用单拐或1 /2单拐模型。但这种方法还不能反映整体曲轴内部应力场的分布状态，有些学者也采用连续梁理论对曲轴进行分析计算，但把象曲轴这样复杂的结构简化成连续梁，计算结果显然是不准确的。因此，为了较为准确地计算曲轴强度和了解曲轴内部的应力状况，本文采用曲轴三维整体模型，对曲轴进行静强度和刚度的有限元分析。
　　 .......