【正文】 圖 46 曲軸變形圖 由圖 46 中顯示可知，在曲柄銷處紅色區(qū)域所受的變形量最大，達(dá)到. 同樣 在對 WR203 曲軸賦予 42CRMO 材料的物性定義，約束 X、 Y、 Z方向的自由度， X、Y方向的轉(zhuǎn) 動(dòng)自由度，定義 Z軸方向的 500N﹒ mm扭矩和沿著曲柄圓周方向的壓力載荷為500MPa 時(shí)，整個(gè)曲軸的應(yīng)力云圖 如圖 47 所示 ： 最大變形處發(fā)生在曲柄銷處最大變形量為 表 43 曲軸靜力分析 曲柄銷所受載荷 (MPa) 輸出端扭矩 (Nmm) 最大應(yīng)力發(fā)生處 最大應(yīng)力值 (MPa) 最大變形發(fā)生處 最大變形量(mm) 300 500 曲柄銷的圓角處 799 曲軸功率輸出端的曲拐 350 550 同上 816 同上 400 550 同上 843 同上 450 600 同上 870 同上 圖 412 曲拐變形圖 當(dāng)把曲柄上的壓力加大至 500MPa 時(shí)，其變形量相較于前一種會發(fā)生顯著的變化，如下圖可知最大的變形在紅色區(qū)域，達(dá)到 圖 413 曲拐變形圖 變形最大處 第 29 頁 共 34 頁 圖 414 曲拐應(yīng)力云圖（ r=2mm） 應(yīng)力最大處 圖 417 疲勞壽命（ Log Life） 疲勞破壞前的加載循環(huán)數(shù)，通常以指數(shù)形式給出 ： 表 45 疲勞壽命 發(fā)生處 疲勞壽命 圓角處 6E+08 曲柄銷 2/3 處 +08 曲柄銷 1/2 處 +08 其他 +09 第 31 頁 共 34 頁 圖 418 疲勞壽命可信任度（ confidence of Life） 疲勞壽命可信任度 ，是用計(jì)算得到的疲勞壽命和目標(biāo)疲勞壽命的比值表示，該值越大，表示疲勞壽命的可信任度越高： 表 46 疲勞信任度 疲勞壽命可信任度 比值 圓角處 1 曲柄銷 2/3 處 2 曲柄銷 1/2 處 其他 3 圖 419 安全系數(shù) (Factor of Safety) 安全系數(shù) ，如果計(jì)算得出的疲勞壽命比目標(biāo)壽命長，則計(jì)算出根據(jù)輸入載荷的許用安全系數(shù) 第 33 頁 共 34 頁 第 五 章 結(jié)論 [1] 通出版社 [2] 內(nèi)燃機(jī)原理 . 西安交通大學(xué)出版社 [3] 濮良貴 紀(jì)名剛 . 機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版） .高等教育出版社 [4] 楊可楨 程光蘊(yùn) . 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第四版） . 高等教育出版社 [5] 戴向國 唐海燕 . PRO/ENGINEER 2020 入門與提高 . 人民郵電出版社 [6] 林清安 .PRO/ENGINEER 2020 零件設(shè)計(jì)高級篇（上下冊） . 清華大學(xué)出版社 [7] 蔡穎 薛慶 . CAD/CAM原理與應(yīng)用 . 機(jī)械工業(yè)出版社 [8] 黃汽弛 . 汽車專業(yè)英語 . 機(jī)械工業(yè)出版社 [9] 方世杰 . 機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì) . 機(jī)械工業(yè)出版社 [10] 劉鎮(zhèn)昌 . 機(jī)械工程英語 . 機(jī)械工業(yè)出版社 [11] 張軍 . 柴油機(jī)連桿有限元分析 . 華北工學(xué)院 [12] 榮先成 王洪軍 . 有限元法 . 西南交通大學(xué)出版社 [13] 張洪武 . 有限元分析與 CAE 技術(shù)基礎(chǔ) . 清華大學(xué)出版社 [14] 江克斌 屠義強(qiáng) 邵飛 . 結(jié)構(gòu)分析有限元原理及 ANSYS 實(shí)現(xiàn) . 國防工業(yè)出版社 [15] 姚衛(wèi)星 . 結(jié)構(gòu)疲勞壽命分析 . 國防工業(yè)出版社 [16] 陸際清 沈祖京 孟嗣宗 .汽車發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì) 清華大學(xué)出版社 [17] 高秀華 李炎亮 機(jī)械三 維動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)仿真技術(shù) 化學(xué)工業(yè)出版社 [18] 張繼春 徐斌 林波 Pro/ENGINEER 結(jié)構(gòu)分析 機(jī)械工業(yè)出版社 [19] 李世國 李強(qiáng) Pro/ENGINEER 中文版范例教程 機(jī)械工業(yè)出版社 結(jié)束語 。經(jīng)常用到的材料特性主要有以下幾項(xiàng)： ★ 密度； ★ 楊氏模量； ★ 泊松比； ★ 熱膨脹系數(shù) 。 Max Aspect Ratio:。Min Edge Angle: 。因此，對曲軸 第 25 頁 共 34 頁 的應(yīng)力分析主要是關(guān)心該處的應(yīng)力分布并將該處的網(wǎng)格進(jìn)行細(xì)化 為了較精確地考慮油孔的影響，對油孔周圍的網(wǎng)格也進(jìn)行了細(xì)化 ， 系統(tǒng)顯示出網(wǎng)格劃分信息，由圖 44所示。通常在 Pro/MECHANICA的分析任務(wù)中，由它自動(dòng)完成對幾何模型的有限元網(wǎng)格劃分工作 。 見其約束邊界圖 42與載荷邊界圖 43。曲軸自身的慣性力由有限元程序自動(dòng)生成，均勻加到節(jié)點(diǎn)上。 如圖 41所示 : 圖 41 曲軸三維模型 曲軸載荷的分析和處理 由于曲柄連桿機(jī)構(gòu)潤 滑 較好，因此在計(jì)算時(shí)忽略機(jī)構(gòu)摩擦阻力，作用在曲軸上的力主要考慮缸內(nèi)氣體 壓力、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的慣性力和功率輸出端的扭矩。 第 23 頁 共 34 頁 第 四 章 汽車曲軸 疲勞壽命 分析 三維有限元建模 本文采用的曲軸型號是 WR7203，四沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，曲軸總長為 毫米，結(jié)構(gòu)不對稱。根據(jù)本車架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及大小，我們在建立有限元分析模型時(shí)，大部分單元采用 5mm 5mm的四面體實(shí)體單元，稱為一般單元。 為了提高有限元計(jì)算的精度，采用四面體實(shí)體單元作為基本離散單元建立有限元分析模型。 基本單元的確定 由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，建模時(shí)平衡塊、通油孔、倒角等特征予以忽略在網(wǎng)格劃分方面，六面體網(wǎng)格比較容易實(shí)現(xiàn)壁面處的正交性，它的計(jì)算精度高，計(jì)算速度快，但是對型面逼近較差，如果造型曲面比較復(fù)雜建議采用四面體劃分 。模型簡化原則以忠實(shí)地反映工程結(jié)構(gòu)主要力學(xué)特性為前提 ,既力求每個(gè)單元與對應(yīng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)之間幾何類型一致 ,又力求單元傳遞的運(yùn)動(dòng)力學(xué)特性相一致。 汽車曲軸是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的核心，結(jié)構(gòu)和受力方向復(fù)雜，既要在有限的空間內(nèi)解決實(shí)際問題，又要真實(shí)的體現(xiàn)曲軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) , 建模時(shí)選擇 主軸頸，連桿軸頸、 三節(jié) 曲柄、前端和后端 而忽略掉平衡塊。 （ 6）工藝尺寸：反映了零部件加工工藝、毛坯生產(chǎn)工藝以及裝配工藝方面的要求。 （ 5）自由結(jié)構(gòu)尺寸：例如影響外觀和人機(jī)關(guān)系的一些結(jié)構(gòu)尺寸，主要通過交互或憑借經(jīng)驗(yàn)確定，不一定有計(jì)算公式。由強(qiáng)度、剛度或其它相關(guān)的計(jì)算公式求得對這類尺寸的約束條件。在零部件設(shè)計(jì)中也把上一層設(shè)計(jì)中確定的相關(guān)尺寸視為關(guān)鍵尺寸，在此作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的已知條件； （ 2）裝配尺寸：由零部件裝配關(guān)系確定的參數(shù)，其設(shè)計(jì)約束一般為幾何約束。根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理，整個(gè)產(chǎn)品尺寸數(shù)據(jù)大致可分為下列六種： （ 1）關(guān)鍵尺寸：指結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開始時(shí)已知的結(jié)構(gòu)參數(shù)或用戶要求的參數(shù)。 參數(shù)化設(shè)計(jì)是一種解決設(shè)計(jì)約束問題的數(shù)學(xué)方法。如果都按照設(shè)計(jì)工程圖來建立模型，在分析時(shí)勢必會增加計(jì)算規(guī)模。 實(shí)體模型的建立 在利用有限元法進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)，在建立實(shí)體模型時(shí)，如何進(jìn)行簡化才能使計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況吻合較好，至今依然沒有一個(gè)明確的回答。 （ 2） Pro/MECHANICA THERMAL：溫度分析軟件包，可以進(jìn)行 零件模型和裝配模型的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)溫度分析，也可以根據(jù)溫度問題進(jìn)行靈敏度分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)。 （ 1） Pro/MECHANICA STRUCTURE：結(jié)構(gòu)分析軟包，可以進(jìn)行零件模型和裝配模型的結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化分析。這種獨(dú)特的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與工程設(shè)計(jì)的完美組合，把一件產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工作緊密結(jié)合起來，使得設(shè)計(jì)效率提高，成品質(zhì)量更好，產(chǎn)品能更好的推向市場，價(jià)格也更便宜，市場競爭力大大增加。換言之，在整個(gè)設(shè)計(jì)過程任何一處發(fā)生改動(dòng)，在整個(gè)設(shè)計(jì)過程的相關(guān)環(huán)節(jié)上都有響應(yīng)。 （ 2） 單一數(shù)據(jù)庫 Pro/ENGINEER 建立在統(tǒng)一基層 上的數(shù)據(jù)庫上，而傳統(tǒng)的 CAD/CAM 系統(tǒng)建立在 多個(gè)數(shù)據(jù)庫上。 （ 1） 參數(shù)化設(shè)計(jì)和特征功能 Pro/ENGINEER 是采用參數(shù)化設(shè)計(jì)的、基于特征的實(shí)體模型化系統(tǒng)，工程設(shè)計(jì) 人員采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、殼、倒角及圓角。 NGINEER 提供了目前所能達(dá)到的最全面、集成最緊密的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境。 （ 3）功能仿真（ CAE）模塊 功能仿真（ CAE）模塊主要進(jìn)行有限元分析。 機(jī)械設(shè)計(jì)模塊既能作為高性能系統(tǒng)獨(dú)立使用，又能與其他實(shí)體建模模塊結(jié)合起來使用，它支持 GB、 ANSI、 ISO 和 JIS 等標(biāo)準(zhǔn)。用 Pro/E 生成曲面非常方便，方法有拉伸、旋轉(zhuǎn)、放樣、掃描、網(wǎng)格、點(diǎn)陣等。在實(shí)際中存在大量形狀