文档介绍：重庆大学
硕士学位论文
N485柴油发动机连杆曲轴结构强度分析与优化设计
姓名:曾祥贵
申请学位级别:硕士
专业:车辆工程
指导教师:胡玉梅;汪正胜
摘要』随着汽车高速化和轻量化要求的不断提高,对发动机的功率、体积和重量的要求也不断提高。目前国内对发动机设计普遍采用类比设计和试验很难适应当今市场需要。本论文尝试在巢油机改进设计中,应用有限元分析技术解决该设计的方法,导致产品中一方面普遍存在强度、刚度富余问题,另~方面,也大量存在强度、刚度不足问题,从而限制了产品技术水平和质量的提高,发动机连杆和曲轴结构强度分析及优化问题。在整个研究工作中,论文作者首先利用有限元现代分析技术分析连杆在原负荷下的静强度和疲劳强度,并用成熟可靠的经验分析技术验算连杆关键点处的有限元分析结果,经验的基础上,作者对发动机增压后的连杆和曲轴进行了静强度分析和疲劳强度分析,并针对连杆在增压后存在的强度问题,在充分考虑结构可行性与工艺可行性,并尽量可能降低成本增加的基础上,综合利用有限元优通过本文的研究工作,圆满解决了柴油机增压增功改造设计中存在的工程技术关键问题,保证了技改质量,缩短了开发周期,并为企业积累了宝贵的技术数据和实施现代化设计技术的经验,为推广有限元分析关键词。有限元,连杆曲轴,结构强度,分析与优化设计从而保证有限元分析结果的真实可靠。在取得连杆原负荷有限元分析成功化技术、疲劳分析技术,提出了连杆的改进方案,并对该方案作了有限元静强度校核。技术在企业的应用和对今后产品开发工作具有重要的示范意义。、/重庆大学工程硕士学位论文。乙
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重壅查堂三堡堡圭兰篁煎壅—————上堕绪论本课题的工程背景发动机分析和设计技术国内外现状综述进行改进设计。第一种方法开发周期长,并且费用高,缺乏市场竞争力;第二种方法作为应急手段,得到普遍采用。发动机在作增大功率改进时,通常解决问题有两个,一是选用类比和样机实验方法,优点是能直接评价,分析方法,,从而导致生产的发动机某些零部件存在刚度、强度过剩问题,而其它零部件又存在刚度、强度明显不足的问题。本课题受重庆汽研所发动机室委托,旨在柴油机厂柴油机提升功率改进设计过程中,利用有限元分析技术对其关键部件进行分析和优化。即对该发动机的连杆和曲轴分别进行静强度和疲劳强度分析,确保这些关键部件在发动机提升功率后应具有足够的刚度和合理的强度分配,满足该发动机增功通过对柴油机连杆和曲轴的研究,一方面使改进的发动机连杆和曲轴具有良好的刚度和强度,满足企业当前工作的需要;另一方面为企业积累基础数据和技术储备,为推广有限元技术在企业中的应用和进一步设计高品质的发动机零部件奠定基础,有利于企业技术进步和开发能力的提高。因此,本课题来源于工程实际问题,具有一定的工程实用意义,同时,该课题也具有一定的理论价值和学术意义。对发动机的结构分析和评价是改进设计的重要依据。由于其结构的复杂性,在对发动机的一些主要零部件如连杆、曲轴、活塞、气缸盖及缸体等进行强度分析时,采用传统的力学方法只能近似地反映其受力状况以及变形情况,远不能满足进一步分析的需要。如,连杆、曲轴在发动机作增大功率的改进后,将受到更大的工作载荷,结构的承载能力如何则成为其关注的重点,若采用常规的平面问题进行分析,不仅精度低,而且无法正确反映润滑油孔周围、大头切口螺栓连接处、曲轴载荷在发动机一个工作循环内各瞬时不同的应力状况。目前,先进的方法是利用基于理论平台的随着目前对汽车高速化和轻型化要求的提高,对其发动机的要求也相应提高,既要发动机提高功率,又要发动机尽量不增加重量。对此,企业一般采取两种方法,一是重新开发大功率发动机,二是在原发动机基础上缺点是费用高,周期长,存在一定的盲目性:二是基于有限元技术的现代江苏常州柴油机厂长期沿用传统的类比法和基于材料力学的简单计后负荷加大了的运行工况。
有限元技术是以固体弹塑性力学为基础,以高速电子计算机为工具的数值计算方法。有限元技术的出现,为工程设计领域提供了一个强有力的计算工具。经过迄今三十多年的发展,它已日趋成熟实用,在几乎所有的工程设计领域发挥着越来越重要的作用。发动机零部件的设计是有限元技术最早的应用领域之一。用有限元技术对发动机零部件作静力学分析,是指用有限元技术分析发动机零部件在一定的静载荷作用下各点的变形、基本应力分布和安全性,即分析发动机零部件在实际应用中哪些是容易变形甚至破坏的位置,必须对其采取措旌,对结构进行修改,提高其薄弱环节的强度,改善其力学分布特性,保证其满足工况要求。有限元技术的应用工业的发展。发动机零部件有限元技术主要是分析发