N485柴油機(jī)曲軸有限元分析

1.35萬字 38頁 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)

目 錄
第一章 緒論 6
1.1背景 6
1.2國內(nèi)外現(xiàn)狀 7
1.3有限元的歷史及理論 8
1.4本文的主要研究?jī)?nèi)容 9
1.4.1利用Pro/ENGINEER 建立三維立體模型 9
1.4.2利用HyperMesh的網(wǎng)格劃分 9
1.4.3載荷與邊界條件 10
1.4.4計(jì)算結(jié)果及其分析 10
1.4.5曲軸結(jié)構(gòu)優(yōu)化 10
1.5研究計(jì)劃 10
第二章 基于特征的曲軸三維模型 12
2.1Pro/E軟件簡(jiǎn)介 12
2.1.1實(shí)體模型 12
2.1.2單一數(shù)據(jù)庫 12
2.1.3以特征作為設(shè)計(jì)的單位 13
2.1.4參數(shù)化設(shè)計(jì) 13
2.2曲軸的結(jié)構(gòu)及其作用 13
2.3基于特征的曲軸三維模型 14
2.4本章小結(jié) 25
第三章 曲軸的靜強(qiáng)度有限元分析 26
3.1HyperMesh功能介紹及其背景 26
3.1.1HyperMesh模塊簡(jiǎn)介 26
3.1.2HyperMesh軟件特點(diǎn) 27
3.1.3使用HyperMesh的一般過程 27
3.2曲軸有限元模型的建立 28
3.2.1曲軸實(shí)體模型的簡(jiǎn)化原則 28
3.2.2有限元模型的幾何清理 29
3.2.3有限元模型的網(wǎng)格劃分 30
3.3約束條件的處理及載荷的施加 33
3.3.1約束的處理 33
3.3.2載荷的施加 33
3.4本章小結(jié) 33
第四章 有限元分析結(jié)果 35
4.1在爆壓下的應(yīng)力分布以及變形 35
4.1.1應(yīng)力的分布 35
4.1.2爆壓下的變形 36

4.2本章小結(jié) 36
結(jié) 論 37
致 謝 38
參考文獻(xiàn)： 39



摘要 曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)中最重要的運(yùn)動(dòng)部件之一。它的尺寸參數(shù)還影響著發(fā)動(dòng)機(jī)整體尺寸、重量和制造成本，并且在很大程度上影響著發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性和壽命。曲軸在工作中承受著氣缸內(nèi)爆發(fā)性的氣體壓力、往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量及旋轉(zhuǎn)質(zhì)量慣性力引起的周期性變化的載荷，并對(duì)外輸出扭矩，因此承受交變的拉伸、壓縮、彎曲和扭轉(zhuǎn)的復(fù)合應(yīng)力，同時(shí)還有彎曲振動(dòng)，從而會(huì)引起曲軸的疲勞失效，而一旦失效，就可能引起其他零件隨之破壞。所以如何比較準(zhǔn)確的得到應(yīng)力和變形的大小及分布，對(duì)于指導(dǎo)曲軸的優(yōu)化，改進(jìn)和設(shè)計(jì)具有重要意義。有限元技術(shù)的出現(xiàn)為工程技術(shù)領(lǐng)域提供了一個(gè)強(qiáng)有力的工具。有限元技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)零部件中的廣泛應(yīng)用，提高了設(shè)計(jì)的可靠性，優(yōu)化了結(jié)構(gòu)，縮短了設(shè)計(jì)周期，降低了設(shè)計(jì)成本大大推動(dòng)了發(fā)動(dòng)機(jī)工業(yè)的發(fā)展。
本文以N485柴油機(jī)曲軸為研究對(duì)象，根據(jù)曲軸的二維圖紙，利用三維建模軟件Pro/E建立了連曲軸的三維模型。為了方便接下來的操作，對(duì)模型的復(fù)雜特征做了簡(jiǎn)化處理，忽略了小的倒角、凸臺(tái)、圓角、螺栓孔。使用hypermesh軟件劃分有限元網(wǎng)格，設(shè)立單元屬性和材料屬性，添加約束和載荷，對(duì)曲軸的簡(jiǎn)化模型在受最大壓力的工況下進(jìn)行了應(yīng)力分析。并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，查看曲軸在極限工況下應(yīng)力最大的區(qū)域，為曲軸的優(yōu)化提供依據(jù)。



關(guān)鍵詞：曲軸 有限元法 Pro/E hypermesh