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        內燃機連桿的強度分析與有限元分析

        發布于:2015-12-20 14:35
        連桿強度分析

              連桿作為內燃機最重要的零件之一,在工作中承受著急劇變化的動載荷,若其強度不夠,就會影響內燃機的正常工作,甚至發生嚴重事故,因此對其強度提出了很高的要求。
              以往的連桿的結構設計靠經驗及參考資料,其尺寸較難把握,通常不是選得過大就是過小,從而導致結構的不經濟或不安全。另外,無法找出造成不安全的根源,不能從積極方面對結構進行改進,給出提高結構安全性和可靠性的有效措施。為克服這些弊端,采用Solidworks軟件對內燃機連桿進行三維實體建模,用ANSYS軟件對連桿進行有限元分析。根據分析的結果,從應力云圖來獲取在危險工況下連桿應力的分布情況,從而計算出連桿的安全系數。該方法縮短了連桿的設計周期,提高了連桿結構設計的合理性。
              連桿材料為35CrMoA,該材料的性能參數:強度極限985 MPa,屈服極限835 MPa,彈性模量E=201 GPa,泊松比0.28。
              連桿組件包括連桿體、連桿蓋、連桿螺栓、小頭襯套和連桿軸瓦,它們合成一個整體連接著活塞銷和曲柄銷;钊耐鶑瓦\動經過連桿和曲拐變成曲軸的旋轉運動,因而連桿組件主要承受缸內氣體作用力和慣性力。經分析,連桿的最大載荷出現在進汽沖程的上止點附近(產生最大拉應力)和膨脹沖程上止點附近(產生最大壓應力),因此選取連桿的這兩個位置進行靜力計算及應力分析。
              工況1:當活塞位于進氣沖程上止點時,連桿處于最大受拉工況,此時,連桿受活塞組的慣性力作用、連桿自身的擺動慣性力、連桿小頭襯套和大頭軸瓦的徑向裝配壓力和連桿大頭所承受的螺栓預緊力。
              工況2:當活塞位于膨脹沖程上止點附近時,連桿處于最大受壓工況,此時,連桿載荷有活塞組的慣性力、連桿自身的擺動慣性力、小頭上承受的燃氣壓力、連桿小頭襯套和大頭軸瓦的徑向裝配壓力和連桿大頭所承受的螺栓預緊力。
              經有限元分析計算,在轉速為1500 rpm時,連桿在工況1工作時,小頭孔上部受最大拉伸載荷,其值為15742N;連桿在工況2工作時,小頭孔下部受最大壓縮載荷,其值為129858 N。


                                                                                          專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
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