基于有限元法的柴油机连杆动力响应分析与研究

来源 :中北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chen_d031
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
连杆是曲柄连杆机构的重要组成部分,在气体爆发压力、惯性力、螺栓预紧力、轴瓦与衬套过盈力的作用下,其应力和变形发生周期性变化,易发生疲劳破坏。为优化连杆结构,提高连杆疲劳寿命,本文建立了连杆体、连杆盖、连杆螺栓、连杆衬套、连杆轴瓦、曲柄销和活塞销等零件的组合结构模型,在接触和瞬态动力学理论的基础上,基于有限元法,研究了精细接触设置条件下柴油机连杆组合结构接触静力分析和动力响应分析方法,为连杆结构设计与优化提供参考。  根据某型柴油机连杆组的实际结构尺寸,利用三维建模软件Pro/E4.0分别建立了连杆体、连杆盖、连杆螺栓、连杆衬套、连杆轴瓦、曲柄销和活塞销等零件的三维实体模型并进行装配,得到连杆的组合结构模型;由于连杆组的结构和受载均对称,为了减少计算量,在对连杆组进行有限元分析时模型只取关于连杆体对称的一半模型,将该模型导入有限元分析软件ANSYS12.0中,对模型进行离散化,兼顾计算精度和计算效率,进行了收敛性验证,确定了合适的网格尺寸;基于组合结构的有限元模型,分别采用直接加载法和温度等效法来施加连杆螺栓预紧力,研究了两种载荷施加方法对连杆在装配工况下的应力与变形的影响规律;研究了最大受拉和最大受压工况下连杆接触面应力及变形分布。  利用AVL-BOOST软件,采用对Vibe燃烧模型修正后的Woschni/Anisits燃烧模型,建立了该柴油机工作过程的数值分析模型,对柴油机缸内工作过程进行仿真分析,以柴油机的单缸功率、最大爆发压力、燃油消耗率以及平均有效压力的标定值为评价指标对模型进行了检验与修正,为连杆的动力学响应分析提供了必要的载荷边界条件。  在连杆组合结构模型的基础上,曲柄销位移全约束,其他零件的剖分面上施加对称约束,同时考虑各零件之间的装配关系,在连杆体与大头盖、活塞销与衬套、连杆体与轴瓦、连杆体与螺栓等零件之间共设置11个接触对;以柴油机工作过程仿真分析得到的缸内压力曲线为基础,设置载荷步,在活塞销上施加时间历程载荷,建立连杆接触动力响应分析组合模型。探讨在精细接触设置条件下、受动载作用时的连杆组零部件的应力与变形分布规律,并与前章静力分析进行对比总结,验证动力响应分析模型与边界条件的可靠性,为连杆疲劳寿命预测载荷谱的建立提供数据支撑。
其他文献
节能减排是汽车工业永恒的发展主题。燃油液滴的破碎、雾化和蒸发及其与空气的混合过程对于提高发动机经济性和改善排放具有重要意义。发展高效、低污染发动机技术的关键是改
机械密封作为一种普遍应用的密封技术,在许多场合中密封各种流体,尤其在石油石化领域中应用最为广泛,是各类机泵和其它旋转设备中流体密封不可缺少的零部件。机械密封在运行状态下,端面间存在着极薄的(微米级)液体润滑膜,这层极薄的液膜流动状态影响机械密封端面的流场分布·在操作参数改变的情况下,液膜流动状态会随之改变并会引起泄漏量的变化及端面温升等问题,这对机械密封性能影响很大。本文以常用的接触式机械密封动静
表面织构技术可以有效改善机械零部件的摩擦学性能,延长其使用寿命。DLC薄膜以其优良的物理化学性质被广泛用作耐磨保护涂层,然而较高的残余内应力和较弱的膜基结合强度成为制
人类的进步与发展使得在大步向前的同时遇到了两大棘手挑战:能源危机与环境问题。然而,在解决发展问题的同时,不仅仅只着眼于新科技新技术,节能减排和最经济的优化现有设备也是至
本文首先介绍了塔设备在化工行业中的重要地位以及塔设备的性能特点。然后按照错流型塔板、并流型塔板和逆流型塔板的分类,详细介绍了国内外各种典型的塔板,并对各种塔板的优缺
超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)是广泛存在于好氧微生物和动植物中的金属酶。本论文利用羊血为试验材料,进行超氧化物歧化酶(SOD)的提取纯化和稳定性的研究,以期为
水冷散热器由于具有结构简单、成本低廉等优点,成为电子设备使用最广泛的散热设备,因此,对水冷散热器进行深入研究和开发具有重要意义。本文借助于 COMSOL Multiphysics平台,对两
我国火电机组总装机量较大,电煤供应紧张,而且对于大气环境的污染也是越来越大。但是煤炭储量是有限的,而且我国机组的效率比较低,所以对于节能减排、低碳降耗的研究显得尤为重要。而锅炉作为火电机组之中物质以及能量传递的关键设备,是进行节能降耗的重要研究点。论文以某电厂600MW超临界机组的锅炉系统作为研究对象,建立了制粉系统、炉膛本体以及烟道传热系统等热力设备的数学模型,并通过Matlab/Simulin
离心泵流动诱导噪声的研究如今已是泵研究领域内的热点之一,对其的噪声控制技术也是重中之重。但是其噪声理论及控制技术研究都处于起始阶段。基于实验和数值模拟的方法,研究
超高压技术在食品中的应用是在20世纪80年代以后发展起来的,是一项非热杀菌技术。枸杞是宁夏的特色产业,其色泽鲜红、味甘甜美,果肉柔润,含有人体所需的各种营养成分,种植面积广,但