基于三维装配模型下的康明斯柴油机连杆复杂工况有限元分析

【摘要】：本文以铁路空调客车中的康明斯柴油机连杆为研究对象,考虑了接触、装配预紧等影响,利用三维造型软件PRO/E 建立包括活塞销、曲柄销在内的连杆装配体的复杂三维模型,然后利用接口技术把它导入有限元分析软件ANSYS 中,建立了一种更符合实际的有限元分析计算模型。 通过对连杆进行有限元分析,得出了连杆的变形、应力分布、强度情况。根据有限元计算结果对连杆的可靠性进行了验证。 以往估算安全系数的方法是取出部分节点进行后处理,再寻找危险部位。这种方法不能完整、有效地评价整个连杆的安全性。 本文提出了一种更为方便有效的方法,它是利用ANSYS 软件中的ELEMENT TABLE即单元表来计算出各单元的疲劳安全系数,并可以运用云图显示构件安全系数,也可以方便查询各节点的安全系数值。用ANSYS 中的命令流APDL 把以上分析编写成疲劳分析的后处理程序可以作为相似结构疲劳分析的后处理程序。 本文还验证了以上方法的准确性,最后发现:单元尺寸越小,利用单元解计算得出的疲劳安全系数越接近利用节点解计算得出的疲劳安全系数。随着计算机硬件水平的提高,单元尺寸可以划分得更小,这种方法计算的结果会更准确。