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柴油机喷油泵驱动轮强度计算分析  魏丕勇、于鲸跃  （北汽福田汽车工程研究总院乘用车设计院，北京，102206）  摘 要：应用 Abaqus 软件对某柴油发动机喷油泵驱动轮强度进行计算分析，其计算结果为 驱动轮设计改进提供重要的参考依据。  关键词：喷油泵强度，Abaqus ，有限元    1.前言 某柴油机试验时喷油泵皮带轮键槽处出现裂纹，如图 1 所示。为查找和分析裂纹出现的原因， 采用 Abaqus 有限元分析软件对喷油泵皮带轮及其相关部件进行强度计算分析，评价驱动轮材料 强度是否满足要求，并为设计改进提供参考建议。                                    图 1 喷油泵驱动轮失效件 2.计算方法及软件 应用 Abaqus 软件，模拟喷油泵驱动轮与喷油泵中间轴之间接触，以及螺钉与喷油泵中间轴 之间螺纹连接情况，计算分析皮带轮的应力分布情况及配合表面的接触应力。  3、模型以及网格信息 如图 2，根据模型结构特征，对喷油泵带轮和中间轴进行网格划分。带轮节点数目：167370， 网格数目：138679。                                 图 2   喷油泵驱动轮网格 4、载荷及边界条件 4.1 边界条件 如图 4 所示，中间轴后端面为固定边界，如图 5 所示，黄色方框表示区域为喷油泵带轮与中 间轴接触连接区域，接触定义为小滑移接触，摩擦系数为 0.1 。          图 2  喷油泵驱动轮组件固定边界          图 5 喷油泵驱动轮与中间轴接触连接  4.2 载荷： 采用等效加载法，建立参考点 1，如图 6 中 RP1，将原中间轴螺纹与螺钉之间形成的预紧力 等效加载的集中力为 25000N，作用在参考点，参考点与螺钉带轮接触面采用 coupling 耦合。等 效加载如图 7 所示。          图 6 参考点 1与带轮螺栓接触面的耦合            图 3  预紧力等效加载 5、计算结果与分析 如图 8、9 所示的模拟计算结果。键槽附近的应力最大值为 402Mpa （图9 红色标示圆圈内） 大于材料 200Mpa 屈服极限，不能满足强度要求。                                  图 4键槽中应力  如图 10、11 所示，接触面的平均接触压强 CPress 为 221.94Mpa。                                           图 5  带轮接触面的接触压强                                          图 6  中间轴接触面的接触压强  6、结束语。 应用 Abaqus 软件对某柴油发动机喷油泵驱动轮强度进行计算分析，其计算结果表明， 驱动轮键槽位置的最大应力和中间轴接触面上的平均接触压强，分别大于材料屈服极限和接 触强度，导致驱动轮开裂的原因是材料强度不足，建议提高驱动轮的材料强度。