文档介绍：2004 ANSYS 中国用户论文集
斜切口连杆装配件有限元分析
吕国华李彦缪岳川殷建明俞同华
常柴股份有限公司,江苏 213002
[ 摘要] 斜切口连杆受力较为复杂,同时考虑螺纹的应力集中影响则更为困难。本文采用等效螺纹的
处理方法获得了较为精确的分析结果。为斜切口连杆的精细设计提供了定量分析依据。
[ 关键词] 连杆;有限元;接触
The FE Analysis of Oblique Cutting Connecting Rod Assembly
LU Guo-hua,LI Yan,MIAO Yue-chuan ,YIN Jian-min,YU Tong-hua
Changchai .,Changzhou 213002
[ Abstract ] The load that the oblique cutting connecting rod bears plicated .
Considering stress concentration of thread is more difficult at the same paper
has gotten more accurate analysis result with the treatment method of the “equivalent
thread”.Offer the quantitative analysis basis for oblique cutting connecting rod precise
design .
[Keywords] connecting rod;finite element;contact
引言
为更准确了解连杆大头及连杆盖的应力分布,必需对连杆进行装配件接触非线性分析。
近几年已有将平切口连杆、连杆盖、连杆螺栓、连杆轴瓦等组成的连杆装配件进行了有限元
分析计算与研究[1~2],使此类连杆的计算精度向前推进了一步。但对于斜切口连杆装配件,并
考虑螺纹结构所产生的应力集中影响的研究则可使此类装配件的分析精度更进一步、也更符
合实际受载情况。本文针根据公司新产品开发的实际需要,对某型柴油机新设计斜切口连杆
做了考虑螺纹结构影响的装配件有限元分析,获得了较符合实际情况的分析结果。
1 有限元分析模型
螺纹结构的等效模型
实际螺栓及螺孔为非对称体结构,所以若以实际螺纹结构建立有限元分析模型,不但计
算工作量大,而且接触非线性求解不易收敛。由于连杆细牙螺纹的螺旋升角很小,侧向力也
较小,所以采用螺旋升角为零的螺纹,既用一组齿形环状结构代替实际螺纹。本文称这种螺
旋升角为零的简化结构为“等效螺纹”。由于等效螺纹的横截面与实际螺纹相同,所以在反
映螺纹结构所产生的应力集中方面完全可以满足工程分析精度要求。采用等效螺纹的连杆有
1
2004 ANSYS 中国用户论文集
限元模型可以用 1/2 三维实体模型进行分析计算。整个模型共包含连杆、连杆盖、连杆螺栓、
定位套、轴瓦、衬套、曲柄销 10 个零件。
分析模型坐标系 Y 轴与连杆两孔中心线重合,Z 轴与连杆大孔中心线重合,X-Y 坐标平
面为连杆厚度方向对称