6105Q柴油机曲轴弯曲强度有限元分析.pdfVIP

维普资讯 第25卷 第4期 湖 南 大 学 学 报 Vo1 25．N0 4 1998 年 8H JOURNALOFHUNANUNIVERSITY Aug．1998 禹 敏 曹利权 龚金科 (湖南大学机械与汽车工程学院，中国长沙，410082) 年 ·f 摘 要 应用I-DEAS软件在I作站上对 61O5Q型柴油机曲轴进行 有限元分析．利用 1／4曲拐有限元模型分析 了曲轴的弯曲应力，并对不同边 界条件进行 了研究，计算7安全系数，探讨 1曲轴结构参数的优化设计 ，提 出7改进方案， 关键词 监 亳堡垂生．，毫些堡垒 机 分类号 TK402 BendStrengthAnalysiswithFiniteElementMethodfor theCrankshaftfortheM odel6105Q DieselEngine YuMin ZengLiquan GongJinke (CollegeofMechanicalandAutomotiveEngineering，HunanUniv，410082，Changsha，PR China) Abstract W iththeaidsoftheworkstation，theanalysisofthecrankshaftforthe Model6105Q dieselengineisproceededusingI—DEASprogram．Anone—fouthcrank— throw FEmodelisusedtoanalyzethecrankshaftbendstresstakingaccountofdifferent boundaryconditions．Fatiguesafetyfactorsarecalculated basedonthenumericalsolu— tion oftheFE analysis．Theoptimicaldesignoftheparametersofthecrankshaftisstud— iedand improvde schemesareputforward． Keywords crankshaft，finiteelementmethod，bendstrength 在内燃机零件分析中，往往将有限元法和传统的计算方法结合起来应用．有限元法可 以从传统计算方法中获得数据，传统计算方法也可应用有限元分析的结果．由于零件实际 工作条件的复杂性 ，一般很难对其进行精确描述，只能通过某些假定进行近似计算．随着 内燃机性能的不断提高和设计的优化，要求越来越精确的分析结果，这就要求减少某些假 设，而尽可能贴近零件实际工作情况进行分析，从而使分析方法本身变得越来越复杂．这 在 曲轴设计中具有代表性．有限元法为这种详细和复杂的分析方法提供了实现的可能和 便利． 曲轴结构强度研究的重点是弯曲疲劳强度．本文应用 I-DEAS软件在工作站上生成 曲轴实体模型并进行弯曲应力有限元分析． 收穑 日期：1997—05—04．第一作者 禹 敏，男．27岁，硕士 维普资讯 第 4期 ． 禹 敏等 ：61o5Q柴油机 曲轴弯曲强度有限元分析 57 1 曲轴有限元网络模型 在人工干预下，通过机器的自动生成功能，采用模型拉伸(将平面图形拉伸成立体图 形)的方法 ，生成不带过渡圆角的 1／4曲拐有限元网络模型 (如图1(a))，总计 3246个单 元，4152个节点．由于必须考虑 曲柄与轴颈连接处过渡圆角的影响．故将该模型进行修 改，在轴颈与曲柄连接处生成一系列五面体(三棱柱)单元，形成一个倒角，用倒角替代过 渡圆角(如图1(b))，经过修改的带过渡圆角(倒角)的模型总计 3299个单元，4152个节 点．该模型网格划分细密规则，单元绝大多数为八节点六面