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《江苏大学》 2005年
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曲轴性能分析及其优化设计

鱼春燕  
【摘要】:曲轴是内燃机最为重要的部件,曲轴的模拟计算是一个非常有意义的研究领域。本文以福建力佳股份有限公司SL4105Z柴油机为载体,计算分析了曲轴的静态性能和动态特性,并利用试验优化技术对曲轴进行了改进设计和多种方案的试验比较,得到了试验指标下的显著性影响因素,为今后的曲轴设计提供了一些科学依据和可行性方案。 本文的主要工作和主要结论如下: (1) 利用Pro/E软件建立曲轴的三维模型,并导入ANSYS软件划分网格得到有限元模型,包括模型选择及简化、单元选择、网格划分、选择计算工况、确定边界条件及确定载荷和约束施加等。 (2) 对曲轴进行静态分析,分别对曲轴单拐和整体曲轴进行强度计算,验证了曲轴有限元模型及边界条件的正确性和可行性,得到了与实际情况相符的应力云图,分别运用GOODMAN法和传统的疲劳强度校核方法计算曲轴的安全系数。 (3) 对曲轴进行改进设计,利用有限元分析和试验优化技术讨论曲柄宽度、主轴颈直径、曲柄销直径、卸载槽上部到曲轴中心线垂直距离、卸载槽的轴向深度、卸载槽处圆角半径对曲轴强度的影响,得到了改善曲轴强度的有效途径。 (4) 通过优化处理发现在六个因素中主轴颈直径和卸载槽上部到曲轴中心线垂直距离对曲轴的强度有较为显著的影响,以曲轴曲柄销圆角处最大应力值为目标函数,得到了原曲轴改进的最优方案,并给出了置信区间。 (5) 对曲轴进行动态分析,计算分析原曲轴的固有频率,得到与实际相符的模态频率及模态振型,并用同样的计算方法计算和分析改进的最优曲轴方案的固有频率,比较两者的动态特性。
【学位授予单位】:江苏大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TK403

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
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2 童新华;党瑞鹏;;基于Workbench的内燃机曲轴模态分析[J];机械工程师;2012年02期
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4 曹晓辉;郭晨海;姚晓兰;姜树李;;CF139柴油机机体模态分析[J];小型内燃机与摩托车;2008年01期
5 樊晓霞;张建斌;;一种六缸曲轴的磨削加工仿真分析[J];组合机床与自动化加工技术;2008年02期
6 吴海波;李晋;石磊磊;;基于HyperWorks的曲轴有限元建模及模态分析[J];公路与汽运;2012年03期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 乔志强;柳贡民;马烈;林森;;不同发火间隔角对16缸V型柴油机曲轴轴系扭振的影响[A];第十五届全国大功率柴油机学术会议论文集[C];2007年
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【参考文献】
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【共引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前6条
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4 荣玉珊;王泓;;玻璃发菜的研制[A];第六届全国包装与食品工程学术年会论文集[C];2002年
5 廖宝华;燕瑛;;复合材料格栅加筋圆柱壳结构优化设计[A];复合材料:创新与可持续发展(下册)[C];2010年
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1 戴旅龙;折叠盖板宽带换能器研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 马军彦;柴油机连杆应力和变形的计算与实验研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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4 王雪冰;连续挤压模套耐用度的研究[D];合肥工业大学;2010年
5 石鑫;青核桃脱皮、清洗机的设计及试验研究[D];新疆农业大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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【二级引证文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马军彦;柴油机连杆应力和变形的计算与实验研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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【二级参考文献】
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【相似文献】
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1 肖英龙 唐明珠;柴油机用整体型曲轴制造方法及进展[N];世界金属导报;2010年
2 记者 三华;大连重工·起重制成国内最大型号船用曲轴[N];中国船舶报;2011年
3 本报记者 高荆萍;国内最大型号船用曲轴下线[N];中国工业报;2011年
4 宗何;大连重工·起重集团90型船用曲轴下线[N];中国船舶报;2009年
5 程铭;天润曲轴拟募资6.14亿元[N];中国工业报;2009年
6 本报记者 胡启林;天润曲轴欲借上市迈向国际化[N];中国工业报;2009年
7 本报记者 赵彬彬;天润曲轴今挂牌募投项目成发展新驱动[N];证券日报;2009年
8 本报记者 胡启林;曲轴高端产品集中趋势明显[N];中国工业报;2010年
9 孟东晓 本报记者 司成钢;北方曲轴“崩盘”绝境重“翻盘”[N];辽宁日报;2009年
10 记者 郑陈林;曲轴问题非解决不可[N];中国船舶报;2001年
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5 刘同娟;可控永磁悬浮系统不同永磁体厚度动态特性的研究[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2006年
6 李铁英;应县木塔现状结构残损要点及机理分析[D];太原理工大学;2004年
7 徐立友;拖拉机液压机械无级变速器特性研究[D];西安理工大学;2007年
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1 鱼春燕;曲轴性能分析及其优化设计[D];江苏大学;2005年
2 姬丽娟;交流接触器电磁机构有限元分析与多场耦合技术的研究[D];河北工业大学;2005年
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4 袁义坤;基于等效电路分析的超声电机振子动态特性研究[D];山东科技大学;2005年
5 程诗叙;印制电路板与集成电路组件的模态分析及振动可靠性研究[D];电子科技大学;2005年
6 史朝晖;三相正弦波永磁伺服电动机的动态特性的优化设计[D];山东大学;2005年
7 杨峰;液压助力转向器试验台信号采集系统的建立及转向器系统分析[D];江苏大学;2005年
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