C6190ZL C-A柴油机连杆强度有限元分析.pdf

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1、2011年第l期(总第121期)内燃机与动力装置I．C．E&Powerplant2011年2月【模拟计算】C6190ZLC—A柴油机连杆强度有限元分析余小松(胜利油田胜利动力机械有限公司，山东东营257032)摘要：连杆工作的可靠性问题一直是人们在柴油机研究和改进过程中关注的热点问题。具有足够强度的连杆对现代柴油机设计有着举足轻重的作用。本文以Pr0／ENGINEER4．o为建模工具、以Pm／MEcHANICA为分析平台，对C6190ZLC—A柴油机连杆强度进行分析。对柴油机连杆实际受力情况、边界条件和施加载荷进行研究。通过分析计算，确定了连杆在不同工况下的应力应

2、变分布，并进行强度校核，校核得出连杆强度能满足发动机在各工况下运行要求。关键词：连杆；强度；有限元；分析中图分类号：TK422文献标志码：A文章编号：1673—6397(2011)0l一0038—04FiniteElementAnalysisofStrengthofC6190ZLC-ADieselEngineconnectingRodYUXiao—-song(ShengliOilFieldShengliPowerMachineryGroupCo．，Ltd．，Dongying257032，China)Abstract：Theworkingreliabilityoft

3、heconnectingrodindieselenginehasalwaysbeenfocusedandstudied．Designofadequateconnectingrodintensityiscriticaltomodemdieselengine．BasedonthePro／ENGINEER4．0andPro／MECHANICA，thestrengthoftheconnectingrodofC6190ZLC—AdieselengineiSanalyzed．Theactualstress．boundaryconditionsandtheloadarestud

4、iedforthisdieselengine．Checkandtestoftheengineconnectingrodstrengthisalsoperformed．Resultsshowsthatitmeetsdemandsrequiredbytheenginewhenitoperatesundervariousworkingcondi-tions．KeyWords：ConnectingRod；Strength；FiniteElement；Analysis引言连杆是连接发动机活塞与曲轴的一个霞要零件，工况中经受压缩、拉伸、弯曲等交变载荷的作用，在发动机设if-o

5、于，要保证连杆具有足够的结构强度。本文应用Pm／7ENGINEER4．0对C6190Z．C—A柴油机连杆进行三维建模，同时以Pm／MECHANICA为分析平台对连杆模型进行应力应变有限元法分析，为连杆可靠性提供设计依据。1C6190Z。C—A柴油机基本参数缸径：冲程：190rnl'n2lOmm缸数：6功率：450kW转速：1450r／min最大爆发压力：llMPa活塞组重量M。：17．6kg连杆组小端重量M2：5．352kg连杆组大端重量M3：11．942kg连杆径长比A：0．2561曲柄同转半径：105mm连杆材料：42CrMoA2连杆实体模型的建立有限元计算是

6、基于结构的三维实体模型进行作者简介：余小松(1982一)，男，湖南衡阳人，助理工程师，本科，现从事燃气发动机的研究与开发工作。2011年第l期余小松：C6190Z。．C—A柴油机连杆强度有限元分析·39·的，用Pro／E软件对连杆杆身、连杆盖进行建模。为了保证在分析和添加载倚时的f【观性，同时对连杆螺栓、连杆轴瓦、轴套的二三维实体建模，并进行了装配。装配后的连杆三维实体模型如图l。图1连杆i维实体装配模型图由于只对连杆和连杆盖的强度进行分析，因此在Pp0／MECHANICA软件环境下对连杆装配模型进行网格划分时省去连杆螺栓、连杆轴瓦、轴套，只对连杆和连杆盖进行10

7、节点四面体网格划分，自定义单元格尺寸大小为lOmm，分出网格数14389个，完成后的模型如图2。图2连杆三维实体模型网格3连杆的受力分析连杆的作用是将活塞的往返直线运动变成曲轴的旋转运动，并在活塞和曲轴之间传递作用力。连杆受最大作用力情况主要有如下几种‘2

8、。3．1最大拉伸力一审图3拉工况连杆的载荷分布最大拉伸力出现在进气冲程开始的上止点附近，其值为活塞组和连杆本身质艟的惯性力(活塞与缸套的摩擦力较小，可以忽略)。其中小头内孔受力为上端1200范同内，大头内孔受力为下端180。范围内，受拉时连杆大小头受力效果

9、冬1如图3。3．2最大压缩力最大压缩力出现在膨胀冲程开

10、式的上止点