某大功率低速柴油机曲轴三维有限元分析

以某大功率低速柴油机曲轴为研究对象,从曲轴系动态仿真模型中获得了曲柄销处工作周期序列动载荷谱,并以此为力边界条件,运用有限元分析法分析计算了曲轴工作周期结构强度。结果表明应力极值主要发生在主轴颈与曲拐相连部位上方的过渡圆角处,这一结论对曲轴设计和优化有一定意义。     

柴油机曲轴强度的三维有限元分析

在I-DEAS9.0中,采用整体装配体模型,合理应用接触方法,精确模拟曲轴和机体、连杆和曲柄销之间的相互作用,对某大功率柴油机曲轴进行有限元分析。计算结果表明装配体模型具有较好的工程实用价值,为曲轴强度分析提供了新思路。     

接触问题对连杆有限元分析的影响

在对连杆组件进行有限元静力分析中 ,采用了两种不同的约束边界条件——刚性约束 (即采用曲柄销约束 )和弹性约束 (即采用曲拐约束 )。运用 I- DEASMaster Series7.0软件提供的接触单元 ,模拟连杆大头孔和曲柄销 (或曲拐 )之间的接触状态 ,并以某大功率柴油机为例 ,研究了不同的约束条件对连杆组件有限元分析结果的影响和对接触的影响 ,说明了约束条件在有限元分析中的重要性。     

关于某发动机曲轴结构变更的强度分析

本文通过采用有限元分析软件ANSYS Workbench对某12缸V型发动机曲轴进行结构强度分析,得出该曲轴曲柄销过渡圆角和曲柄臂结构更改前后的应力分布、变形情况,并进行静载安全系数和疲劳安全系数校核比较,确定改进后曲轴可靠性得以提高。     

柴油机单位曲柄扭转刚度有限元计算法研究

以6S35MC-C9.2曲轴为计算分析对象,比较分析了部分经验公式计算单位曲柄扭转刚度的误差;论述了有限元法计算单位曲柄扭转刚度的流程以及载荷与边界条件的施加方案,并对不同方案计算结果加以分析比较;论述了考虑轴承约束的曲轴扭转刚度计算、完整曲轴扭转刚度计算以及完整曲轴模态分析等。在此基础上,提供了有限元法计算单位曲柄扭转刚度的相关结论。     

基于传统设计方法的曲柄强度校核分析

以TBD234V6型柴油机为研究对象,分析了曲柄连杆机构中曲轴销和主轴颈的受力情况,采用传统强度计算方法建立曲轴强度校核计算模型,并对曲柄强度进行校核,为仿真分析和试验研究提供依据。     

某型柴油机连杆有限元计算及疲劳强度校核

建立了连杆组件完整的三维模型,包括模拟的活塞销及曲柄销来模拟连杆的大小头受力边界条件.通过施加接触来模拟各零件间的接触状态,通过设置接触之间的偏移量来模拟零件间的过盈及间隙量进行仿真分析.对连杆的受力进行试验测试,经与计算结果的对比表明:连杆仿真计算的边界条件及方法是合理的,仿真结果可信.最后,对连杆的疲劳安全特性进行了仿真计算及校核,结果证明连杆在工作过程中是安全的.     

内燃机零部件有限元计算中边界条件处理的研究

有限元方法已经成为内燃机零部件应力和变形计算的主要手段,但是目前在内燃机零部件有限元分析中采用的边界条件是否合理,有无必要采用更符合实际的边界条件?本文以曲轴为例,模拟实际状况,采用不同的边界条件进行了有限元计算。计算结果表明,边界条件处理对曲轴有限元分析结果影响很大。因此,为了提高内燃机零部件有限元计算结果的精度,非常有必要根据实际情况确定边界条件。     

一些中速柴油机曲轴的变形

环氧树脂做成的单拐和双拐曲轴模型上有自由扭转和约束扭转负荷,在曲柄销上有径向力和切向力,在主轴颈上有轴向力、径向力和切向力偶。多数情况是用应力冻结方法固定变形,这比用直接加载更能详细和精确地进行测量。对于一个基本曲拐,在56个试验中,研究了曲柄臂形状变化的影响、主轴颈和曲柄销扭转角、曲柄臂开度以及主轴颈的倾斜度和位移。英国内燃机研究协会预测扭转变形的试验方法表明是可靠的。径向面弯曲变形可以用应变能计算方法来预测。     

曲轴圆弧应力集中系数及其对曲轴设计的影响

本文讲述了用连续梁理论与强迫振动的方法,结合光弹分析结果,推导出决定多拐曲轴弯曲和扭转应力的方法。此方法已用于计算曲柄销圆弧与主轴颈圆弧的应力。在发动机运转条件下,获得了曲柄销和主轴颈圆弧应力的试验结果。为能从曲轴传出电信号,使用了多通道遥测和滑环测量仪。文中还将此理论与试验结果做了比较。同时也讨论了建立单拐曲轴计算方法的有效性。     

某V12发动机曲轴强度计算与扭振分析

基于某V12发动机开展了曲轴轴系的扭振、应力集中和耐久疲劳强度分析.按照IACS UR M53标准及CCS《钢质海船入籍规范》,采用一维分析法测定了曲轴主轴承圆角、曲柄销圆角、曲柄销油孔出口的名义应力,同时计算了等效应力和最小安全系数.结果显示:曲轴设计满足IACS UR M53标准及CCS《钢质海船入籍规范》的要求.     

柴油机曲轴整体三维应力精细分析

论述了求解大规模工程问题的有限元子结构技术原理,并对１６Ｖ２４０ＺＪ柴油机曲轴进行了整体结构的三维有限元精细计算分析。整根曲轴采用八节点块体元划分网格,共分为三万多节点;将机体与整根曲轴组装在一起建立计算模型,从而实现真正意义上的整体计算;对曲轴连杆颈圆角部位进行了网格加密处理,并分内、外两种圆弧情况,进行了对比,计算结果在实际工作中得到了应用。     

性能强化后对曲轴轴颈负荷及磨损的影响

内燃机曲轴轴颈的磨损量是衡量内燃机寿命的一个重要指标。针对近年来内燃机性能越来越强化的实际状况，在内燃机缸内压力和转速增加的情况下，分析计算了内燃机曲轴的曲柄销和主轴颈的轴承负荷的情况，绘制了各种工作状态下内燃机曲柄销和主轴颈的磨损图。研究表明：气缸压力和转速升高后，曲柄销和主轴颈的磨损均呈现增加趋势。为此，提出了改进曲轴轴承负荷分布情况，减小磨损的方法。     

基于有限元法求解曲轴主轴颈偏移方法的研究

在考虑曲轴主轴颈、曲柄臂和连杆轴颈的变形以及重力对臂距差影响的基础上,利用有限元分析工具,改进了传统的利用测量臂距差调整曲轴中心轴线的方法。该方法利用ANSYS软件对每个曲拐进行静力分析,从而建立主轴颈偏移量和臂距差之间关系,得到了臂距差关于轴颈偏移量的解析表达式,与传统的经验公式相比较,计算更加方便、快捷和精确。     

考虑曲轴倾斜和摩擦接触的主轴承润滑分析

采用有限元、多体动力学和弹性流体动力润滑理论来联合计算16V240ZJB型柴油机主轴承的润滑情况,将曲轴当作弹性体,以考虑曲轴的弹性变形对主轴承润滑状态的影响.曲轴工作过程中受外力的作用,会产生弹性弯曲变形,使主轴颈在主轴承内倾斜,甚至与主轴瓦的边缘发生摩擦接触,本文采用了Greenwood-Tripp粗糙接触模型计算接触摩擦力.根据AVL相关标准评价了润滑计算结果,九个主轴承均润滑良好,其中第8主轴承粗糙接触压力最大、油膜厚度最低,润滑的情况相对最恶劣.     

1130型柴油机组件的非线性接触分析

建立1130型柴油机机体、曲轴、飞轮、气缸盖等主要组件的有限元模型,施加合理的边界条件和栽荷后,通过非线性接触分析后得到在预紧工况和工作工况下各组件的应力分布、缸盖螺栓张力的变化、气缸垫片压力的变化、轴承孔接触力分布等信息.计算结果表明,该机体的整体应力水平不高,气缸垫片具有足够高的压力,满足燃烧室的密封要求.有限元计算为柴油机的整机结构改进、性能强化等提供了合理有效的解决方法.     

中速大功率长冲程单缸柴油机平衡装置设计

详细介绍了某中速大功率长冲程单缸柴油机平衡装置中的平衡轮系平衡块、曲轴平衡重、飞轮的设计方法;通过AVL Excite Designer软件仿真软件,对单缸机的往复惯性力、离心惯性力的平衡状态进行了分析,并对单缸机回转不均匀度进行了计算校核.分析表明:所设计的平衡装置满足设计要求.