柴油机曲轴的有限元分析

曲轴的荷载反应分析是柴油机正常工作中的重要部分.传统的分析方法可以求解的领域相对较小,有限元分析则弥补了这一不足.用有限元方法对曲轴的静强度进行分析,用较小的耗费确定了曲轴的危险工况及危险区域.该方法对于进行柴油机正常工作状态分析以及在增压后应力状态分布的研究具有实际意义.     

柴油机曲轴早期断裂的分析

柴油机曲轴在平台试车中,发生早期断裂失效,本文从曲轴的生产流程寻找,断轴的主要原因和改进措施。     

6108柴油机曲轴有限元分析

应用有限元分析软件ANSYS,建立了6108柴油机曲轴的三维有限元模型,按标准工况求出曲轴各连杆轴颈载荷,模拟曲轴的力边界条件和位移边界条件进行了曲轴静力学分析;并校核了在危险载荷作用下曲轴的疲劳强度;同时对曲轴进行了自由模态分析,得出各阶振型和频率,计算结果较真实地反映了曲轴固有频率特性,为柴油机曲轴的改型设计提供了一些参考。     

曲轴疲劳强度的有限元分析

对812.5AC制冷压缩机（Ⅰ）、（Ⅱ）的两根曲轴进行了有限元分析计算,运用ADINA程序的载荷曲线功能,载荷按文[1]方式进行处理,对曲轴进行了疲劳强度校核。结论直接用于设计生产样机,并于1989年通过鉴定投入批量生产。     

CF33柴油机曲轴静态有限元分析

CF33型柴油机是常发集团新设计的新轮系、长冲程、大缸径、大功率单缸发动机。CF33柴油机缸径130mm、冲程130mm、排量1．73L、额定功率为23．5kW，该机的特点是超负荷能力大，最大爆发压力在9．5MPa左右，若在超负荷下工作，曲轴承受的载荷更大。为了解决起动性问题，大缸径单缸机一般都采取双滚动轴承，而滚动轴承的尺寸比滑动轴承的尺寸大得多，     

基于有限元的泵曲轴疲劳强度计算

针对三缸活塞泵曲轴复杂的结构和受力,用一工程案例,以图表方式直观展现了曲轴的受力状况,并利用有限元方法计算出曲轴的应力,对危险点的应力进行提取,通过弯扭合成的安全系数法计算出曲轴的疲劳安全系数.这种方法原理简单,保证了计算的准确、快速、可靠,可以作为相似受力构件的设计参考,对目前大功率往复泵的开发具有现实意义.     

曲轴疲劳强度的可靠性研究

球墨铸铁QT800-6曲轴通过采用中频淬火圆角滚压强化工艺加工后,经过连续多次取样,在疲劳强度试验机上做模拟疲劳强度试验,得出试验数据,进行了可靠性分析,结果证明理论与柴油机装车实际试验是一致的.     

基于弹簧支承的柴油机曲轴强度有限元分析

运用MSC．Patran＆Nastran对某柴油机曲轴整体进行三维实体建模、网格划分和静强度有限元分析。在计算中充分考虑主轴承刚度对曲轴应力的影响,采用弹簧单元模拟轴承支承,更接近实际情况。为了避免在计算结果中因弹簧单元的单节点支承而产生的应力集中影响曲轴整体的应力分布,提出曲轴强度分析分两步进行的计算方法,最终得到整体曲轴准确的应力分布。还探讨不同轴承支承刚度对整体曲轴应力状态的影响,结果表明主轴承支承按刚性支承处理是偏危险的。     

三维活塞环的有限元模拟分析

以某型号汽油机活塞环第一道气环为研究对象,利用Pro/E建立活塞环的三维几何模型,再导入到有限元分析软件ANSYS Workbench中,对模型在最大气体爆发压力时的温度场、应力场和耦合场进行有限元分析。为改进活塞环的结构设计和提高其工作可靠性提供了理论依据。     

内燃机曲轴扭转疲劳强度试验研究与分析

通过对内燃机曲轴进行扭转疲劳试验研究,分析了影响曲轴扭转疲劳强度的因素以及导致曲轴扭转失效的原因,并提出了相应的改进措施。分析指出,随内燃机爆发压力的提高,曲轴所承受的扭矩会相应增大,由此导致的曲轴扭转疲劳失效不断增加。曲轴扭转失效位置主要在连杆颈油孔、曲柄臂和连杆颈下止点,失效原因涉及结构设计、原材料、机加工、热处理等多个因素。连杆颈油孔是扭转疲劳失效最常见部位,裂纹源一般在油孔内壁距轴颈表面约8～10 mm位置,轴颈表面感应淬火对扭转疲劳强度影响较大,表面感应淬火使曲轴的扭转疲劳强度降低约30%,油孔内壁抛磨可使轴颈表面淬火曲轴的扭转疲劳强度提高25%以上。     

大型柴油机曲轴断裂失效分析

用化学分析、力学性能试验、扫描电镜等方法分析了某大型柴油机曲轴早期断裂的原因.结果表明:宏观断口上有明显的疲劳源区和宏观疲劳条纹,曲轴属于疲劳断裂.疲劳裂纹萌生在曲轴油孔内表面的缺陷处(缺陷尺寸为767 μm×500 μm),该缺陷是机械加工油孔时刃具刀尖崩裂造成的,在工作交变扭转应力作用下缺陷萌生疲劳裂纹并扩展,导致曲轴发生早期疲劳断裂.     

柴油机整体有限元模态分析

以柴油机为研究对象,利用ABAQUS软件,通过Assembly模块建立了柴油机整体有限元模型,采用工程上常用的Lanczos法计算出自由模态的固有频率和振型．通过振型分析,找到柴油机振动的薄弱部位,并提出了相应的修改措施．从而为柴油机结构的改进设计及动态响应分析提供可靠的依据。并对比了机体模态分析结果,指出了机体模态分析的可行性。     

柴油机体结构有限元模态分析和模态测试

为了解决某科研项目问题,需要利用有限元分析软件ANSYS对某柴油发动机机体结构建立有限元模型,并进行自由模态分析计算,从而得到该机体结构的低阶振动模态频率与模态振型。在得到有限元模型后需要对该机体结构进行模态试验测试加以对比验证。通过有限元模态分析与模态测试结果的对比,验证了有限元模态分析模型与结果的合理性,为该类型发动机机体结构设计与优化提供了参考依据。     

稳态三维不可压缩流体非等温有限元模拟

针对幂律型流体,建立了稳态三维粘性不可压缩流体非等温流动的有限元模型。采用罚有限元法将连续性方程引入到动量方程,获得了速度场分布。能量方程采用SUPG(stre-amline upwind/Petrov-Galerkin formulation)方法构造非对称权函数,克服了对流项占优时数值解的失真现象,获得了稳定的温度场分布。以幂律型流体本构关系计算了剪切速率对粘度的影响,采用Arrhenius模型计算了温度对粘度的影响。以幂律型流体矩形截面稳态收敛流动为例,计算了区域内流体的速度和温度分布规律。计算结果表明,经过有限次迭代可获得合理速度场分布,在能量方程出现对流项占优的情况下,即便采用较粗的网格划分,仍能获得稳定的温度场分布。     

卧螺离心机转鼓的三维有限元分析

采用实体单元建立了卧螺离心机转鼓的三维有限元模型,并对转鼓进行了静力分析和模态分析。结果表明,转鼓在正常工况下的强度满足要求;在正常转速范围内也不会发生共振现象。     

基于有限元法的摇枕疲劳强度分析

以货车转K6型转向架摇枕为研究对象,建立了摇枕的三维几何模型,采用HyperMesh软件对摇枕进行了网格划分,利用ANSYS有限元分析软件,分别计算了典型载荷工况下的摇枕应力分布,从而确定了摇枕的疲劳薄弱部位并进行了局部优化,根据AAR标准,评价了摇枕的疲劳强度,对摇枕进行了寿命计算分析。     

基于UG的减振弹簧有限元分析

在理论计算的基础上,采用UG软件建立减振弹簧模型,结合理论值对弹簧模型进行有限元分析,从分析结果可知：模型刚度有限元分析结果与理论计算值基本一致;对弹簧的疲劳强度分析可知,理论疲劳安全系数与有限元分析结果基本相等,模型的强度足够;弹簧静强度安全系数为1.42,静强度合格;弹簧最小固有频率大于振动机振动频率,故弹簧不会发生共振。