柴油机铸造机体主轴承座结构强度分析及优化.pdfVIP

学兔兔 柴油机铸造机体主轴承座结构强度分析及优化 Strengthanalysisandstructureoptim izationofdieselenginemain bearinghousing 王国富，陈元华 WANG Gu0-fu．CHENYuan-hua (桂林航天工业学院汽车工程系，桂林541004) 摘 要 ：为验证某款新开发的直列4缸柴油发动机主轴承座设计的可靠性，建立了包括气缸体、主轴 瓦、轴承盖、曲轴及连接螺栓的发动机主轴承座有限元强度分析模型，运用Abqus和Femfat 软件从应力分布、安全系数、轴瓦背压、主轴承孔变形等四个方面进行了强度计算。针对计 算结果中主轴承座安全系数不足的问题 ，提出了结构改进方案，并重新对改进后的主轴承座 进行应力和安全系数计算分析，结果表明，改进方案对疲劳安全系数的提高有明显的效果， 满足设计要求。 关键词：气缸体；主轴承座 ；结构强度；有限元分析 中囝分类号 ：TH122 文献标识码 ：B 文章编号：1009—0134(2015)06(下)一0123—03 Doi：10．3969／J．issn．1009-0134．2015．06(下)．36 0 引言 主轴承座是发动机机体的重要组成部分，它用来支 撑高速旋转的曲轴，承受着剧烈的载荷，这些载荷来 自 多方面，包括 曲轴动载荷、螺栓预紧载荷、轴瓦过盈载 荷 以及热负荷 0等，受力状态复杂。主轴承座和主轴承 盖接触的部位必然是发动机高速运转中最危险的部位之 一 ， 因此，这些部位应具备足够的刚度、强度和动力学 图1机体有限元模型 特性 】。为了验证某款新开发 的直列4缸柴油发动机主 轴承座设计的可靠性，需要对该柴油机主轴承座进行有 元模型单元选择8节点六面体单元网络 ，其它选择 1O节 限元强度分析。 点四面体单元 网格。采用Simlab软件划分有限元网格 ， 在Abaqus／CAE里施加边界条件，最后用Abaqus求解 。 1 计算模型和边界条件 有限元模型如图l所示，总单元数为662010，总节点数 1．1有限元模型 为1169761。 本文建立的有限元计算模型包括气缸体、各主轴承 1．2材料特性 座上下盖、主轴承盖螺柱、主轴瓦、曲轴主轴颈、曲轴 机体有限元模型中各零件的材料特性如表1所示。 后油封座。建模过程中，忽略部分不重要的倒角，简化 1．3边界条件 轴瓦模型，同时对须重点关注 的地方如主轴承主轴承盖 的轴承孔附近、主轴承座与主轴承盖的接触面附近、主 1．3．1位移约束 轴承座孔与轴瓦接触面 附近 、润滑油孔 内表面等适 当地 如 图l所示 ，约束机体项面 的垂直 (Y)方 向位 加密 网格，为保证足够 的工程精度 ，曲轴、主轴瓦有限 移，约束顶面曲轴中心线两节点侧 (Z)向位移 ，约束 表1 材料特性 收稿日期：2015-01-26 基金项 目：桂林航天工业学院科研基金项 目 (YJ1308)；2013年度广西高等教育教改工程项 目 (2013JGZ167)