内燃机曲轴动力学响应及受力分析

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1、浙江理工大学机械与自动控制学院毕业设计诚信声明我谨在此保证：本人所做的毕业设计，凡引用他人的研究成果均已在参考文献或注释中列出。设计说明书与图纸均由本人独立完成，没有抄袭、剽窃他人已经发表或未发表的研究成果行为。如出现以上违反知识产权的情况，本人愿意承担相应的责任。声明人（签名）：年月日摘要按照产品的传统设计方法，为获得较好的设计方案，在产品定型生产之前必须制造物理样机，并对物理样机进行试验测试，如不满足性能要求，就必须对原设计方案进行修改和优化。这种传统的设计方法需要耗费大量的人力和财力。本文采用现代设计方法，在测录载荷数据的基础上，对各零

2、部件进行多体动力学仿真分析，根据仿真结果用有限元方法分析零部件的应力分布，在此基础上预测零部件的疲劳寿命。这样做一般只需要一次实物模型的疲劳试验就可基本完成设计任务，大大缩短了设计周期，节省了开发费用。内燃机是各类汽车、工程机械的主要配套动力。作为内燃机的主要受力零部件，曲轴的动力学特性涉及到整机NVH，疲劳强度等重要指标。对曲轴进行动力学分析是内燃机设计中所需要进行的重要工作，具有重要工程意义。本文以S195柴油机曲轴为对象，着重完成了以下主要设计工作：1)采用Pro/E进行曲轴的CAD模型建立；2)采用AltairHyperworks进行

3、曲轴的网格划分；3)采用ABAQUS进行曲轴模型的动静缩减；4)采用AVLExcite进行动力学分析；5)采用ABAQUS进行应力恢复；6)结果提取、整理和疲劳分析。关键词：柴油机曲轴；动力学仿真；疲劳；有限元；HyperMesh；AVLExciteAbstractInaccordancewiththetraditionalmethodofmechanicaldesign,thephysicalprototypehastobeenmanufacturedandtestingbeforeproducingthemechanicalproduct

4、s.Theoriginalprototypehastobeenmodifiedandoptimizedtoobtainabetterdesignifitdoesnotmeettherequirementsofactualperformance.It’sobviouslythatthetraditionaldesignmethodwilltakealotoflaborandfinance.Thearticletakesthemodernmethodofmulti-bodydynamicssimulationforvariousmechanica

5、lpartsonthebasisofrecordedloaddate,obtainsthestressdistributionofpartswiththefiniteelementanalysis.Thearticlepredictsthefatiguelifeofthemechanicalparts.Withthemethodofmulti-bodydynamicssimulation,oneprototypewillmeetthebasictaskofmechanicaldesign.Itwillgreatlyreducingthedes

6、igncycle,savingcostsofdesign.Dieselengineisthemainpowersourceofautomobiles,engineeringmachinery.Asthemainbearingcomponentsofdieselengine,thedynamicfeaturesofcrankshaftarecrucialtothemachineNVH,fatigueevaluationandotherimportantindicators.Hence,ithasimportantengineeringsigni

7、ficancetodotheworkofdynamicanalysisofcrankshaft.Thecontentsofthedesignarelistedasfollowers:1)TheCADmodelingofthecrankshaftwithPro/Esoftware;2)MeshingoftheCADmodelofthecrankshaftwithAltairHyperworks;3)CondensationofthemodelofthecrankshaftwithABAQUS;4)Dynamicanalysisofthemode

8、lofthecrankshaftwithAVLExciteSoftware;5)ThestressanalysiswithABAQUS;6)Thefatiguean