基于有限元連桿受力分析畢業(yè)論文-在線瀏覽
2024-10-30 14:30本頁面
【正文】 合理的力學(xué)分析。同時(shí)，通過對(duì)連桿進(jìn)行有限元的分析，我們可以更清楚的了解到連桿在工作的過程中可能會(huì)出現(xiàn)的斷裂等危險(xiǎn)情況。因?yàn)檫B桿的重量的增加也會(huì)導(dǎo)致其慣性力的增大，所以我們?cè)O(shè)計(jì)的總體要求就是在減輕結(jié)構(gòu)的條件下提高足夠的剛 度和強(qiáng)度！利用 Ansys軟件的 Mechanical APDL模塊進(jìn)行有限元分析得出相關(guān)的力學(xué)數(shù)據(jù)。例如 ANSYS,ALGOR 等等。而 Pro/ENGINEER﹑ CATIA 等三維軟件則廣泛的應(yīng) 用在機(jī)械制造﹑汽車﹑船舶﹑土木工程﹑鐵路等領(lǐng)域。 [1] 、現(xiàn)狀及意義 論文研究的目的和意義 連桿 機(jī)構(gòu)作為發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)的重要組成部分，了解其運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特性，有 利于 更深刻的認(rèn)識(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過程、 同時(shí)也可以在減輕連桿質(zhì)量的同時(shí)提高其剛度和強(qiáng)度。 發(fā)動(dòng)機(jī)連桿研究現(xiàn)狀 連桿在汽車的運(yùn)動(dòng)的過程中將活塞上所受到的力傳遞給曲軸變成轉(zhuǎn)矩，維持發(fā)動(dòng)機(jī)不斷的工作。 2 論文研究的意義 伴隨近年來計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，大內(nèi)存、高處理速度計(jì)算機(jī)的普及， 計(jì)算機(jī)建模軟件功能也日益完善和強(qiáng)大，使得建立復(fù)雜三維實(shí)體模型、基于三維有限元模型進(jìn)行有限元分析 成為可能，為整個(gè)產(chǎn)品的制造縮短了其制造的時(shí)間和成本 。 因此，在先進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)成熟的條件下，跟隨時(shí)代的發(fā)展，適時(shí)的將它們應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)的研究，既具有現(xiàn)實(shí)意義，且符合時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)。 具體工作如下： (1) 利用軟件 Pro/ENGINEER 建立 連桿 的三維模型，包括 連桿的大頭 ， 桿身和連桿小頭結(jié)構(gòu)等，全面深入地了解 發(fā)動(dòng)機(jī)連桿 的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)并以此為基礎(chǔ)完 成發(fā)動(dòng)機(jī) 連桿 的 有限元分析 ； (2) 利用 ANSYS 軟件對(duì) 發(fā)動(dòng)機(jī)連桿進(jìn)行力 學(xué)分析，并錄制 視頻 動(dòng)畫 有效觀察，同時(shí)對(duì)有限元分析的結(jié)果進(jìn)行自己的分析。其具體的參數(shù)有：連桿桿長(zhǎng) L，連桿小頭的孔徑 d和寬度 b,連桿大有孔徑 D 和寬度 B。 [2] 圖 11 發(fā)動(dòng)機(jī)連桿運(yùn)動(dòng)分析示意圖 發(fā)動(dòng)機(jī)連桿的三維模型建立 本論文以捷達(dá) EA113 汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的連桿作為分析對(duì)象 ,其具體參數(shù)如表 141 所示（單 3 位 mm）： 表 141 發(fā)動(dòng)機(jī)連桿參數(shù)表 連桿大頭 桿身 連桿小頭 外徑 D= 桿長(zhǎng) L=149 外徑 D= 內(nèi)徑 d= 桿厚 H=18 內(nèi)徑 d= 厚度 H= ／ 厚度 H= 圖 1連桿結(jié)構(gòu)式意圖 2 基于 ANSYS發(fā)動(dòng)機(jī)連桿的有限元分析 對(duì)于汽車連桿的有限元分析我們是利用 ANSYS 軟件來分析的。網(wǎng)格的劃分就相當(dāng)于我們對(duì)模型的簡(jiǎn)化和獨(dú)立的分析，利用數(shù)學(xué)的微元思想對(duì)劃分的網(wǎng)格進(jìn)行受力分析。這里我們使用的是結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析。我們是在實(shí)體模型上加載的，因?yàn)閷?shí)體加載操作 更方便。 求解 我們用過前面的兩個(gè)步驟就可以對(duì)連桿進(jìn)行受力的求解，得到我們需要的結(jié)果。則有限元分析軟件的突出優(yōu)勢(shì)就是后處理部分，將分析有效快捷的呈遞給用戶。仍然需要工程能力來分析處理的結(jié)果。是融結(jié)構(gòu)、流體、電場(chǎng)、磁場(chǎng)、聲場(chǎng)分析于一體的大型通用 有限元軟件 。 ANSYS 功能強(qiáng)大，操作簡(jiǎn)單方便，現(xiàn)在已成為國際最流行的有限元分析軟件，在歷年的 FEA 評(píng)比中都名列第一。 1． ANSYS 的基本模塊功能： ANSYS MultiphysicsTM 產(chǎn)品功能 結(jié)構(gòu)分析功能 線性 非線性 一幾何非線性 一材料非線性 一單元非線性 一接觸非線性 靜力分析 動(dòng)力分析 5 一瞬態(tài)動(dòng)力 汽車連桿的三維實(shí)體建模 本文采用三維軟件 Pro/E，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的連桿部件進(jìn)行三維實(shí)體建模，并進(jìn)行裝配，最終進(jìn)行有限元分析。其具體模型如圖 21所示。 連桿大頭結(jié)構(gòu)的三維實(shí)體建模 連桿軸承安裝在連桿的大頭孔中，與曲柄上的連桿軸頸裝合在一起，是發(fā)動(dòng)機(jī)中最重要的配合副之一。連桿大頭一般是與桿身軸線相垂直的。[6] 其具體模型如圖 22 所示。并將我們組建好的模型保存成 IGES 格式。如圖 311所示： 圖 311 ANSYS主頁面 8 導(dǎo)入連桿組建到 ANSYS 單擊 ANSYS 主頁面菜單 ，再點(diǎn)擊子菜單的 import 按鈕，點(diǎn)擊 IGES 添加我們做好的組建，其效果組件如圖 321所示。如圖 331 的選擇： 圖 331 之后我們進(jìn)行材料的密度 .楊氏模量和泊松比的設(shè)置，我們連桿的材料為中碳結(jié)構(gòu)鋼 45鍛模，密度為 7800，楊氏模量為 30e6,泊松比 .(彈性模量和泊松比都是材料的固有彈性常數(shù) ) [3]
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