摩托车曲轴箱壳体的有限元分析与结构改进.pdf

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1、汽车制造技术现代制造工程(ModemManufacturingEngineering)2013年第3期摩托车曲轴箱壳体的有限元分析与结构改进+项春1，应富强2，汪意2(1浙江水利水电专科学校机电系，杭州310018；2浙江工业大学机械工程学院，杭州310014)摘要：根据摩托车曲轴箱的功能要求和曲轴箱壳体不对称且局部壁厚差大的结构特点，利用Pro／E、HYPERWORKS和ANSYS等软件对其进行有限元分析。根据分析结果，以强度要求为约束，以减轻质量为目标，对零件的结构进行了改进，并通过试验加以验证。关键词：曲轴箱壳体；有限元分析；结构改进；试验中图分类

2、号：TG24文献标志码：A文章编号：167l—3133(2013)03州8—06FEAandstructureimprovementofmotorcyclecrankcase’SshellXiangChunl，YingFuqian92，WangYi2(1DepartmentofMechanicalandElectronicEngineering，ZhejiangWaterConservancyandHydropowerCollege，Hangzhou310018，China；2CollegeofMechanicalEngineering，Zhejiang

3、UniversityofTechnology，Hangzhou310014，China)Abstract：Basedonthemotorcyclecrankcase’Sfunctionalrequirementandtheshell’Sasymmetricstructureanduneventhick-ness，usingPro／E，HYPERWORKSandANSYS，FEAofthepartwascompleted．Takestrengthrequestasconstraintconditionandminimumweightasgoal，thest

4、ructureisimprovedbasedontheresultsofanalysis．Furthermore，theexperimentalresultswerecomparedwiththeFEAresults，theywereaccordant．Keywords：crankcaseshell；FiniteElementAnalysis(FEA)；structureimprovement；experiment0弓l-'-件的结构进行改进，并通过试验加以验证。摩托车曲轴箱是摩托车发动机的重要组成部分，从功能上看，曲轴箱既要实现动力传递、润滑油传输，又

5、要起到安装定位的作用；从力学性能和经济性上看，曲轴箱既要有较高的强度，又要尽量减轻整体质量。曲轴箱壳体是曲轴箱的一个主要受力零件，主要承受着与支架的固定反作用力和曲柄的往复冲击力，曲轴箱壳体结构不对称且局部壁厚差大，是一个结构复杂而壁薄的铸件，该零件原采用压铸工艺加工，产品存在着强度低、材料利用率低和易出现缩松和缩孔等问题；现采用多向挤压铸造工艺加工，使零件在压力下充型、凝固，并在多个方向上对零件进行补缩，铸件质量明显改善¨引。本文通过反求技术，对已有产品建立三维模型，并进行有限元分析，根据分析结果，对曲轴箱壳体零t浙江省公益性技术应用研究计划项目(20

6、10C31056)481几何模型的构建利用FAROLaserScanArm三维激光扫描仪对摩托车曲轴箱壳体进行测绘，先用测量臂的硬测头精确采集采样点，再用激光扫描头获取所需的大量点云数据。为了便于进行结构的修改与优化，为后面的研究工作奠定基础，首先根据这些数据直接绘制二维图，然后在Pro／E软件中进行三维实体建模，所得曲轴箱壳体的三维实体模型如图1所示。由于划分网格时对曲轴箱壳体模型的点、线和面修改会造成其体积的改变，故曲轴箱壳体的成品体积以图1所示的模型体积为准，经Pro／E提取，得到其体积为4．01×10“In3。2模型的网格划分由于HYPERWOR

7、KS软件与Pro／E软件有相应的接口，且拥有强大的网格划分功能，对错误的点、线和面项春，等：摩托车曲轴箱壳体的有限元分析与结构改进2013年第3期po+75p2丁万a)壳体止向b)壳体反向图1曲轴箱壳体的三维实体模型1．汽缸孔2．支撑孔3．马达安装孔4．销孔5．油泵孔6．油槽7．曲柄孔的修改也较为方便，因此，将三维模型导入HYPER—WORKS并进行网格划分。采用solid45实体单元，材料为YLll3，力学性能⋯：抗拉强度为325MPa，屈服强度为170MPa，质量密度为2740kg／m3，计算得到其质量为1．1kg，杨氏模量为71．59GPa，泊松比

8、为O．33。网格划分后节点数为30212，单元数为230015，将结果保存为．c