B3E汽油机连杆的有限元分析
【摘要】：
当前，有限元技术在发动机零部件设计中发挥着越来越重要的作用，它不仅缩短了设计周期，而且也大大提高了设计精度。本文旨在应用有限元技术对B3E汽油机连杆进行静力分析，以研究连杆在不同情况下的应力、应变状态及其危险部位，为连杆的改进和设计提供可靠的依据。本文采用了Unigraphics．3D软件进行实体几何建模，应用有限元前处理软件MSC．Patran对连杆模型进行网格划分、加载和约束的处理，然后提交到MSC．Nastran软件中进行计算分析，并再次应用Patran软件对连杆在两种危险情况下的应力和应变计算结果进行可视化处理。分析中采用了Patran中的多点约束(MPC)技术，有效地模拟了活塞销与小头孔内表面、曲柄销与大头孔内表面以及连杆体与大头盖接触面的力学接触状态，并对连杆进行合理的约束。最终，根据计算结果对该连杆的疲劳强度进行校核，总结了连杆在拉、压载荷作用下应力分布的一般规律。本文说明了有限元法在零部件设计中的实用性和重要性。同时，有限元法也将因之而更趋完善。
【关键词】：连杆 有限元法 应力 应变 约束 接触 【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：TK413
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2004.021843
【目录】：
- 0 绪论7-10
- 0.1 课题来源7
- 0.2 课题分析及文献综述7-8
- 0.3 有限元在工程技术分析中的应用8-10
- 1 有限元的基本原理及其应用10-21
- 1.1 概述10
- 1.2 有限元法原理10-12
- 1.3 数值模拟技术的工程应用12-13
- 1.4 强度理论及VON MISES当量理论13-18
- 1.4.1 四个基本的强度理论13-15
- 1.4.2 Von Mises当量理论及其当量应力应变值计算15-17
- 1.4.3 三维应力状态下Mises当量应力应变值及其应变范围的计算17-18
- 1.5 有限元技术18-21
- 1.5.1 有限元网格生成技术18-19
- 1.5.2 边界条件的确定19-21
- 2 连杆的工作条件及载荷计算21-32
- 2.1 连杆的工作条件21-22
- 2.1.1 连杆结构特点21
- 2.1.2 连杆工作条件21-22
- 2.2 连杆的载荷计算22-28
- 2.2.1 气体作用力23-24
- 2.2.2 活塞组件惯性力24-25
- 2.2.3 连杆惯性力25-27
- 2.2.4 有限元分析中连杆惯性力的计算27-28
- 2.3 连杆在最大拉伸情况下的载荷处理28-29
- 2.4 连杆在最大压缩情况下的载荷处理29-30
- 2.5 螺栓预紧力的处理30-32
- 3 连杆的有限元模型32-41
- 3.1 建模方案的论证及确定32-33
- 3.2 连杆模型的建立33-38
- 3.2.1 几何模型33-35
- 3.2.2 力学模型35-38
- 3.3 边界条件及约束的处理38-41
- 3.3.1 边界条件38-39
- 3.3.2 约束的处理39-41
- 4 计算结果及其分析41-52
- 4.1 最大拉伸情况结果与分析41-43
- 4.1.1 应力41-42
- 4.1.2 位移42-43
- 4.2 最大压缩情况结果与分析43-46
- 4.2.1 应力44-45
- 4.2.2 位移45-46
- 4.3 连杆的强度校核46-47
- 4.3.1 连杆的静强度校核46
- 4.3.2 连杆的疲劳强度校核46-47
- 4.4 结论47-52
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