某三缸发动机连杆有限元分析

应用有限元分析软件abaqus对某三缸汽油机的连杆进行了静强度分析,通过有限元分析,可以得到连杆在最大爆发压力工况(压应力)和最大惯性力工况(拉应力)下的应力分布情况。从分析结果可知,在最大爆发压力工况(压应力)下,应力主要集中在连杆小头与连杆杆身的过渡圆角处,最大应力值为659 MPa;最大惯性力工况(拉应力)下,最大应力为489 MPa,最大应力出现在螺栓孔位置。在两种工况下,连杆最大应力均低于材料的屈服强度745 MPa,满足强度要求。应用fe-safe疲劳分析软件对连杆进行疲劳强度分析,得到了连杆的疲劳安全系数的云图分布情况,该三缸汽油机连杆疲劳安全系数均大于1,满足疲劳强度要求。     

大功率柴油机连杆螺栓疲劳强度分析

柴油机连杆螺栓在工作过程中承受螺栓预紧力及拉伸载荷,其刚度和强度决定了连杆能否正常工作。通过建立考虑螺栓螺纹细节的连杆大头部分的装配模型,利用有限元方法对其进行了刚度及静强度分析。在此基础上,对分析结果编制后处理程序,绘制螺栓材料的疲劳Goodman曲线,对螺栓进行了疲劳强度评定。分析结果表明:螺栓的刚度、静强度及疲劳强度均满足使用要求;最大当量应力出现位置在第一级螺纹上,疲劳破坏最危险位置出现在螺栓头部和杆身圆角过渡处。在静强度及刚度满足要求的前提下,使用疲劳强度分析方法更适合找到螺栓失效的位置,为螺栓设计提供参考。     

某柴油发动机主轴承盖螺栓的动力学性能分析

主轴承盖螺栓作为发动机中重要的紧固零件,因工作中承受着复杂的动态激励载荷容易发生疲劳失效。在考虑装配预紧力、曲柄连杆惯性力和气体作用力的情况下,采用有限元方法建立了主轴承盖螺栓联接结构动态分析力学模型,分析了主轴承盖螺栓在复杂激励载荷下的应力分布特点,探讨了装配预紧力、曲柄连杆惯性力和气体作用力等重要工作参数对螺栓螺纹牙根部和最大应力截面中心区域应力分布的影响。结果表明,气体作用力是主轴承盖螺栓重要的外部冲击载荷;主轴承盖螺栓最大应力截面中心区域等效应力随着预紧力的增加而增大;工况(转速)对主轴承盖螺栓的受力影响不显著;螺纹牙根部最大应力区域径向等效应力在螺纹牙根部附近急剧下降,其后至螺纹中心逐渐减小。研究对主轴承盖螺栓可靠性和疲劳寿命设计具有一定的理论参考价值。     

发动机连杆在恒定振幅载荷下的应力疲劳分析

针对发动机连杆的应力疲劳(高周疲劳)形式,主要分析了其在恒定振幅载荷下的应力疲劳,运用ANSYS15.0有限元分析建立了三维有限元模型,并对其进行了定性和定量的评定,得到了发动机连杆在恒定载荷下的应力、应变云图以及安全系数,交替等效应力,疲劳敏感度曲线图等,为发动机连杆的优化设计提供了数据参考。     

基于周期对称模型的MW级风电机组变桨轴承连接螺栓强度计算

针对MW级风机变桨轴承连接螺栓的强度分析问题,采用周期性建模的方式建立了螺栓的有限元分析模型,并基于GL规范计算了螺栓的极限强度及疲劳强度。首先在最大预紧力工况下基于最大极限载荷计算得到了螺栓的最小极限安全系数。然后通过比较3个叶片的极限疲劳载荷得到了最大的极限疲劳载荷,在最小预紧力工况下基于该载荷得到了螺栓的载荷-应力非线性曲线,构建了新的载荷谱并根据载荷-应力曲线将该载荷谱转化为应力谱,利用雨流统计和Palmgren-Miner准则得到了螺栓的最小疲劳安全系数。计算结果表明,变桨轴承与轮毂连接螺栓和变桨轴承与叶片连接螺栓的极限、疲劳强度满足设计要求;该方法减少了有限元的计算量,为螺栓的强度分析提供了新的思路。     

采用VDI2230的风力发电机组塔简法兰联接处螺栓强度分析

针对风力发电机组塔筒法兰联接处螺栓轴线与法兰横向对称中心线不一致,且螺栓所受外载荷为偏心载荷的问题,基于VDI2230螺栓联接理论对法兰联接处螺栓进行理论分析,计算出实际工况下螺栓螺纹处的等效应力,采用有限元理论对法兰联接处螺柃在MSC.Marc/Mentat环境中进行接触强度分析,有限元结果与理论计算结果基本吻合.研究为螺栓联接强度分析提供了新的思路.     

某柴油机连杆疲劳强度分析和结构优化

应用有限元分析软件ANSYS Workbench 14.0对某柴油机连杆的预紧工况、受拉工况和受压工况进行了有限元分析,得到了各工况下连杆的应力分布,并进一步对连杆的疲劳强度进行了分析。根据分析结果,对连杆小头油孔位置进行了改进;确定了设计变量为连杆小头与杆身的过渡圆角和靠近连杆小头横截面内的倒角,约束连杆的质量,以连杆等效应力最小为优化目标,进行优化分析。优化后的连杆无论在最大拉伸工况,还是在最大压缩工况,最大等效应力均有所降低,疲劳安全系数提高了5%,质量减少了2.8%,满足设计要求。     

基于有限元方法的压裂泵连杆疲劳强度分析

压裂泵连杆在工作过程中受到复杂的交变载荷作用,为防止发生疲劳破坏,对压裂泵连杆疲劳强度进行分析。首先建立五缸压裂泵连杆装配组件有限元模型,然后在考虑过盈配合及联结螺栓预紧力装配条件的情况下,对连杆的几种极限工况进行静力有限元分析,获得连杆在各工况下的应力应变,接着将各工况静力分析结果导入疲劳分析软件FE－SAFE中,从而确定疲劳载荷谱,并以此计算连杆疲劳寿命及疲劳安全系数,对连杆疲劳寿命进行定量分析。结果表明,压裂泵连杆疲劳寿命及疲劳强度满足设计要求。     

压裂泵连杆疲劳强度分析

对某型号五缸单作用压裂泵连杆进行受力分析,得到连杆载荷在一个工作周期内的变化规律,运用有限元软件对连杆进行静力分析,并用古德曼法计算了高应力区域的疲劳安全系数.结果表明：连杆最大应力发生在连杆小头与杆身圆弧处,是危险的部位;高应力区域的疲劳强度满足设计要求.     

基于ABAQUS的连杆有限元分析

利用有限元分析软件ABAQUS对一发动机连杆进行三维有限元分析,确定了连杆的最大应力位置和疲劳安全系数,为发动机连杆的可靠性设计提供了依据。     

柴油机C70S6裂解加工连杆的强度分析研究

利用有限元分析某型号柴油机裂解加工连杆在拉伸与压缩工况下的结构强度,并对连杆进行静载荷安全系数和疲劳安全系数校核。结果表明:在柴油机额定工况14 MPa的爆发压力下,通过裂解加工技术获得的连杆的疲劳安全系数与塑性安全系数均大于1.5,完全满足柴油机的工作要求。     

兆瓦级风力机塔架的有限元非线性屈曲分析

针对风力机运行中出现塔架倒塌问题,以底部有塔架门的风力机塔架为研究对象,基于压杆稳定理论和有限元屈曲分析原理,采用有限元分析软件ANSYS的非线性屈曲分析方法,对一个兆瓦级风力机塔架在轴向压力作用下的屈曲特征值和屈曲模态进行了分析计算。结果表明:塔架门的存在,会降低薄壁塔架屈曲临界载荷值,降低同种工况下塔架抵抗屈曲失稳的能力,且塔架门附近的最大等效应力明显增大,需进行强度校核。     

水轮发电机主轴螺栓联接的有限元分析

针对"某水轮发电机主轴螺栓联接仅采用传统的安全系数法设计,得出的水轮发电机主轴无垫片螺栓联接的最大应力为72.0 MPa,可靠性不高"的问题,运用ANSYS软件,建立了由精细结构和一般结构组成的主轴螺栓联接有限元模型,精细结构为对称的1/12螺栓联接结构;一般结构只模拟上/下法兰,不包含螺栓,用来传递主轴的扭转力矩;两部分之间运用约束方程联接;采用了TARGE170/CONTA174单元模拟螺栓与法兰轴接触,PREST179单元模拟螺栓预紧。计算了在额定工作状态下,有/无14.5 mm垫片的主轴螺栓联接结构应力分布。研究结果表明,有/无14.5 mm垫片两种主轴螺栓联接结构均满足强度要求;无垫片结构的螺栓最大应力为92.6 MPa,比由安全系数法得到的结果大28.61%;有垫片结构的各部件应力增大4.10%~8.55%,螺栓最大应力为96.4 MPa,比无垫片结构增大4.10%。     

基于ANSYS workbench的汽车发动机连杆力学性能分析

以汽车发动机用连杆为研究对象,建立了发动机连杆力学性能分析简化模型。采用Ansys workbench软件static structure模块,利用有限元分析法对发动机连杆模型进行模拟分析,得出了发动机连杆模型总变形、等效应力以及等效弹性应变分布。结果显示,发动机连杆模型最大变形位于发动机小头顶部,最大等效应力位于发动机连杆与大头交接顶角处,为4.09×109Pa,最大等效弹性应变与等效应力所处位置相同为0.02。     

某柴油机连杆的有限元强度分析

连杆是内燃机重要的动力传递零件,连接活塞和曲轴将活塞的往复运动转换为曲轴的旋转运动并将活塞组上的作用力传递给曲轴,其上承受由活塞传递而来的燃气压力和活塞连杆组本身的惯性力以及衬套轴瓦和螺栓所产生的装配预紧力作用。随着柴油机朝着高速高负载方向不断发展,对连杆强度的要求也在不断提高,设计时应保证连杆具有足够的强度和刚度。本文使用Simlab和Abaqus基于某型号六缸发动机连杆进行有限元计算,对主要载荷进行了解释,得到装配,最大受压,最大受压工况下的应力分布,为发动机连杆的设计优化和强度校核提供依据。     

兆瓦级风力发电机组用柔性联轴器的有限元及疲劳分析

为了提高风力发电机组的结构稳定性,基于风力载荷和风力发电机组要求的特性等因素选择膜片式联轴器作为设计模型.首先对简化后的联轴器模型作整体静力分析,分析结果表明结构合理且强度满足设计要求.其次对结构中变形较大的零部件——膜片和中间联接体作了模态分析,得到了中间联接体前6阶的模态振型,并通过疲劳寿命计算,证明联轴器的寿命满足设计要求.最后对联轴器的关键部件作静强度校核,并针对膜片结构承受载荷较大的情况,对膜片结构进行了调整——在膜片与螺栓联接孔处加设一个高强度耐磨衬套.     

基于等强度理论压气机轮盘结构优化分析

为降低航空发动机轮盘的质量,提高发动机推质比,基于等强度轮盘结构,对发动机轮盘进行参数化结构优化设计.运用理论分析方法与有限元软件ANSYS仿真相结合,计算轮盘径向/周向最大应力.然后以节点最大等效应力满足许用安全系数为约束条件,以体积最小为优化目标函数运用ANSYS一阶优化方法对初始轮盘进行结构优化.优化后的轮盘在保证满足强度设计的前提下,体积可减少27％,相应的也减轻了轮盘质量,提高了发动机的推质比.同时论文的研究方法可为发动机轮盘结构优化设计提供参考.     

基于等强度理论压气机轮盘结构优化分析

为降低航空发动机轮盘的质量,提高发动机推质比,基于等强度轮盘结构,对发动机轮盘进行参数化结构优化设计.运用理论分析方法与有限元软件ANSYS仿真相结合,计算轮盘径向/周向最大应力.然后以节点最大等效应力满足许用安全系数为约束条件,以体积最小为优化目标函数运用ANSYS一阶优化方法对初始轮盘进行结构优化.优化后的轮盘在保证满足强度设计的前提下,体积可减少27％,相应的也减轻了轮盘质量,提高了发动机的推质比.同时论文的研究方法可为发动机轮盘结构优化设计提供参考.     

基于CAE技术的连杆结构强度评价及疲劳特性研究

强度计算与疲劳特性是评价柴油机连杆结构设计合理性的关键因素,CAE技术已经成为解决该问题的重要手段。采用软件Catia建立连杆装配体三维模型,在充分考虑连杆装配体各结构接触问题条件下,采用软件Hyper Mesh建立连杆计算模型;在充分考虑螺栓预紧力、惯性载荷、爆发载荷在连杆装配体施加问题条件下,采用有限元软件Abaqus仿真计算分析连杆结构变形、应力分布与强度状况;采用疲劳软件Femfat进行连杆结构安全系数计算,并结合理论安全系数分析验证连杆结构的设计可靠性。研究结果表明,基于CAE技术的强度评价及疲劳特性研究能够快速有效的实现连杆设计合理性分析,对于结构可靠性控制与未来设计开发具有一定的应用指导价值。     

屈曲分析在提升滑轮稳定性评估中的应用

提升滑轮作为石油钻机的重要部件,在工作中承受巨大的载荷,为了准确评估其在额定载荷作用下的稳定性,基于屈曲分析的基本原理,建立了提升滑轮的有限元模型,利用ANSYS软件的稳定性分析模块,计算出滑轮的前6阶失稳安全系数及失稳模态,分析结果表明,该提升滑轮的稳定性满足设计要求,为提升滑轮的稳定性校核提供了必要的依据。