基于多岛遗传算法的柴油机连杆结构优化设计

针对某柴油机连杆质量过大的问题,采用基于ANSYS的有限元结构分析方法,利用APDL语言建立了柴油机连杆的有限元模型。进行了连杆最大受压工况下的有限元分析,得到了连杆的最大应力和位移云图。在有限元分析的基础之上,利用ISIGHT集成优化软件结合多岛遗传算法对连杆杆身进行了优化设计,优化结果表明,杆身的应力虽然有一定程度的增大,但仍然在连杆材料的许用应力范围内,杆身的质量降低了6.02%,结果验证了的优化是有效的,为连杆的轻量化设计提供了参考。     

连杆的运动及有限元分析

连杆是发动机曲柄连杆机构中重要的构件。其工作环境受力状况极其复杂,因而对连杆的要求极高。文中主要研究某型号发动机连杆的受力状况,并计算出其在工作工程中所受的惯性力及最大拉压应力。并建立连杆的模型,导入ANSYS中对连杆进行静应力有限元分析。分析得出连杆小头部分的变形最大、损伤最大、寿命最低。并对最大拉伸压缩工况下的最值数据进行对比,得出最大压缩工况对连杆的影响较大。为连杆机构的设计制造和优化提供重要的参考。     

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。     

某六缸柴油机连杆疲劳强度分析

本文以某款六缸柴油机连杆为研究对象,首先基于给定的三维连杆几何模型,采用hypermesh软件划分网格模型,其次基于ABAQUS有限元软件建立连杆的有限元模型,对其在标准工况下的应力状态进行分析,获得相应的应力分布;最后采用Femfat疲劳分析软件对连杆在该工况下的疲劳安全系数进行分析。研究结果表明,连杆在受到拉压载荷作用时,最大应力点的位置分别位于连杆小头内两侧的部位和连杆小头和连杆大头与杆身连接的地方,同时满足材料的强度要求。通过该研究,为该型号的连杆的适用性提供一定的参考依据。     

195柴油机连杆有限元分析及结构优化

运用ANSYS软件对195柴油机连杆进行了三维有限元分析。得到了连杆在最大压缩力工况和最大拉伸力工况的应力、应变分布图和强度安全系数。根据分析结果,对连杆进行了优化设计,连杆的总质量降低了7.3%。计算分析结果能为连杆可靠性设计提供一定的理论参考。     

4V-105柴油机连杆系统有限元分析

本文利用ANSYS软件以4V-105柴油机中的连杆组件和曲柄销组成的连杆系统作为研究对象进行有限元分析,得到在压缩工况下和拉伸工况下柴油机连杆的等效应力和总位移分布云图,并通过和不同的连杆系统模型进行对比研究,得出此系统应力和位移相比其他系统小,从而为连杆组件的结构轻量化设计提供更大的优化空间。     

基于不同材料发动机连杆的有限元分析

以某发动机连杆作为研究对象,对其进行运动和受力分析。首先使其大头端固定,对其小头端施加载荷,接着运用有限元分析软件ANSYS Workbench对不同材料的连杆进行应力及变形分析,从而得出连杆的最大应力及最大变形,最后进行对比。分析结果表明:连杆采用材料C70S6时的综合质量相对较好。该分析结果可为今后汽车发动机连杆的材料优化提供理论参考。     

基于多体动力学及有限元分析的发动机连杆研究

应用U G对曲柄连杆机构建立三维实体模型,将装配体导入多体动力学仿真软件A D A M S中进行动力学仿真,得到连杆小头所受最大压缩和最大拉伸载荷,并作为有限元分析的输入数据,其较理论计算更接近真实值。连杆的有限元分析在A BA Q U S中实现,特别考虑了连杆小头油孔的影响以及装配预紧力的作用,得到了连杆最大压缩与拉伸两种工况下的应力分布。研究结果为连杆后续结构优化提供有效依据,解决薄弱部位发生疲劳破坏的问题。     

基于有限元的连杆运动与静力分析

以某型号汽车连杆作为研究对象,根据其在不同工况下的具体工作情况,分析得出连杆的运动参数及其具体的求解公式;讨论连杆在工作时的主要静载荷——拉伸载荷与压缩载荷,推导并求解出其在工作过程中的受力方程。利用UG建立起连杆的三维模型,导入到ANSYS Workbench中进行静应力的有限元分析,依据其结果可知,拉应力与压应力中压应力对连杆的影响是最大的,也就是说在压缩工况下连杆有最大的应力集中和变形,同时这些的应力集中与变形均发生在连杆的小头部位。     

连杆动态应力有限元仿真分析

以某一内燃机连杆为研究对象,基于瞬态响应特性分析理论,运用APDL语言建立连杆的几何模型及有限元模型,利用有限元分析软件ANSYS 10.0进行瞬态响应分析,得出特定工况下连杆等效动应力的分布区域和变化规律.分析过程中,借助于数据表进行包括惯性载荷在内的动载荷施加,使得仿真程度更高,结果更精确.研究结果表明,最大等效动应力发生在正面小头与杆身过度处,此处是动强度最薄弱的地方.     

数控铣床工作台有限元分析及结构改进

为了分析数控铣床工作台在工况下的变形情况、应力大小是否符合设计要求,通过SolidWorks软件建立了工作台的三维模型,并将上述模型导入ANSYS Workbench中并建立了工作台有限元分析模型,对工作台在铣削工况和钻削工况下分别进行了有限元分析。结果表明,工作台在钻削工况下变形量过大,超过了最大变形量设计要求,需要对工作台进行结构改进。改进后的工作台在铣削工况下的最大变形量下降12.14%,最大等效应力应力下降18.98%,钻削工况下最大变形量下降13.19%,最大等效应力应力下降23.02%,满足了设计要求,研究结果为数控铣床工作台或其他类似产品的结构设计提供了一种思路和方法。     

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.     

发动机连杆强度及稳定性分析

针对新设计的发动机连杆,采用有限元仿真分析方法校核其强度及稳定性。通过对发动机连杆进行承载分析,并建立发动机连杆有限元模型,对发动机连杆及联接螺栓进行了强度分析,采用预应力模态分析方法对发动机连杆进行了模态分析,基于屈曲分析理论对发动机连杆进行了屈曲分析。分析结果表明:发动机连杆最大等效应力为500.28 MPa,安全系数为1.57,连杆联接螺栓最大等效应力为251.99 MPa,安全系数为2.54。证明了连杆及联接螺栓均满足强度设计要求;模态分析得到连杆与活塞联接处易发生振动失圆;发动机连杆一阶屈曲载荷系数为6.24,连杆的屈曲临界载荷为727 667.87 N,连杆设计满足屈曲稳定性要求。上述分析可为发动机连杆设计提供参考。     

基于APDL的往复泵连杆优化设计

为了使往复泵连杆在设计时质量轻、工作可靠，基于ANSYS的参数化设计语言APDL建立了往复泵连杆参数化模型，对连杆工作状况和受力情况做出合理简化，通过有限元分析确定了其应力集中点，利用ANSYS的优化设计技术，在满足最大应力值约束条件下，使连杆各设计参数合理组合，最终遮到连杆质量最轻的设计目标。优化结果表明，连杆设计质量下降，同时满足工况要求.     

基于Siemens NX的发动机连杆有限元分析

利用Siemens NX软件建立了发动机连杆的三维模型,并应用NX的高级仿真模块分析了不同工作状态及装配工艺对连杆结构强度和疲劳强度的影响。研究结果表明:最大压缩工况下的连杆应力值比最大拉伸工况高,归因于连杆受到燃气压力作用;确定了连杆工作的薄弱部位及易发生疲劳失效的部位,连杆小头更容易发生疲劳失效;基于NX的连杆建模及有限元分析,无需将建模数据导入其他有限元分析软件,避免了转化过程的数据丢失,该方法缩短了开发连杆周期,并能减少连杆测评实验的成本。     

盾构机滚刀刀箱受力分析与结构优化

根据盾构机滚刀刀箱的受力特点,利用有限元分析软件对等效应力、最大变形量及最大应力进行仿真分析,根据仿真结果,刀箱最大等效应力为38 MPa,最大变形量为0.0273 mm,安全系数为8.3,现有刀箱结构及材料能够满足施工的需要。根据分析结果对刀箱结构进行了优化,并利用有限元分析软件对优化后的刀箱进行受力分析,结果显示,优化后的刀箱最大等效应力为33 MPa,最大变形量为0.0166 mm,安全系数为9.55;优化前后刀箱最大等效应力降低了13.2%,最大变形量减少了39.2%,安全系数增加了15.1%,刀箱结构质量减少了8.6%,优化后的刀箱有利于保证整个盾构机的稳定运行。     

计入活塞混合润滑的内燃机连杆瞬态响应分析

对计入活塞混合润滑的连杆进行了全周期瞬态响应分析。首先在给出混合润滑雷诺方程的基础上，利用自编有限元软件分析了活塞的二阶运动，并借助联立约束法，实现了连杆、活塞和曲柄的动力学耦合求解；然后，把求解得到的连杆质心加速度及其小头受力转化为工程软件ANSYS的载荷表形式，利用ANSYS求解器，实现了全周期下连杆瞬态响应仿真。仿真结果表明：在全周期下，连杆所受的最大和最小应力点和值是变化的，最大应力主要集中在连杆中下部两端边缘。上述分析方法克服了静态分析的不足，所得结论更加接近连杆的实际工况。     

电阻点焊离心泵叶轮有限元分析

为准确计算电阻点焊叶轮在流场中的应力及变形情况,借助CAE多物理场协同仿真平台ANSYS Workbench,采用单向流固耦合方法对电阻点焊叶轮进行有限元分析。首先对叶轮有限元模型的网格无关性进行分析,在此基础上,计算了叶轮在设计工况下的等效应力及变形情况,并分析了叶轮最大等效应力及最大总变形随流量的变化情况。计算结果为电阻点焊叶轮结构设计及优化提供有效依据。     

基于响应面法的风机塔筒门框多目标优化研究

针对大型风力发电机组塔筒门框极限工况下等效应力过大以及造价昂贵的问题,以某大型风力发电机组塔筒门框为例,利用ANSYS workbench软件建立了包含门框的塔筒底段有限元参数化模型。采用中心复合实验设计方法(CCD)设计了响应面模型,通过响应面分析,研究了门框尺寸变化对其所受等效应力的影响;同时基于响应面分析结果,采用Shifted Hammersley方法抽取了优化样本的初始种群,采用遗传算法对门框进行了多目标优化。研究结果表明:经过优化,门框的最大等效应力降低26.69%,同时质量减少73.82%。