基于ANSYS Workbench的V8发动机曲轴有限元模态分析.pdf

《基于ANSYS Workbench的V8发动机曲轴有限元模态分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第8期机械设计与制造2012年8月MachineryDesign&Manufacture文章编号：1001—3997(2012)08—0011-02基于ANSYSWorkbench的V8发动机曲轴有限元模态分析木吕端曾东建于晓洋张龙平(西华大学交通与汽车工程学院，成都610039)FiniteElementModalAnalysisofV8EngineCrankshaftBasedonANSYSWorkbenchLVDuan，ZENGDong-jian，YUXiao-yang，ZHANGLong-ping(Schoolo

2、fTransportationandAutomotiveEngineering，XihuaUniversity，Chengdu610039，China)【摘要】曲轴是发动机最重要的部件之一，其强度、刚度可以决定发动机的性能，只有强度、刚度合格的曲轴才能保障发动机的正常运行。利用SolidWorks建立了一个高速赛车V8发动机的曲轴模型，并将曲轴模型保存为IGES格式导入到有限元分析软件ANSYSWorkbench中，最后对曲轴模型进行了有限元模态分析，获取了曲轴的前10阶固有频率和相应振型。模态分析可以为曲轴的进一步优化

3、设计以及动力学分析提供理论依据。模态分析的固有频率、振型动画等可以作为曲轴优化设计的参考，通过合理的优化使曲轴能够避开共振的频率区域，有利于提高曲轴的可靠性与寿命。关键词：曲轴；模态分析；ANSYSWorkbench【Abstract】Thecrankshaftisoneofthemostimportantpartsoftheenginewhichstrength，stifnesscoltdeterminetheperformo~eofengine，ontyqualifiedcrankshaftCOltprotectth

4、enormaloperationoftheengine．The3DmodeZofspeedracersV8enginecrankshaftbyusingSolidWorkswasbuiltandsavedasIGESform~，thenimportingintofiniteelementanalysissoftwareANSYSWorkbench．Finallythemodalanalysisiscarriedouttoobtainthenaturalfrequenciesandthevibration—madevect

5、orsofthetint10or—de．Andareferencedataofexperimentalmodalanalysisisobtained．whichprovidesatheoreticalbasisforthefurtheroptimizationanddynamicanalysisofthecrankshaft．Thenaturalfrequencyandmodeshapeani——mationofthemodalanalysisCanbeused∞theoptimizationdesignreferenc

6、eofcrankshaft．Rationalopti-mizationofthecranksha．l~isabletoavoidtheresonancequencyregion，whichwillhelptoimprovethereliabilityandZife-spanofthecrankshaft．KeyWords：Crankshaft；ModalAnalysis；ANSYSWorkbench中图分类号：TH16；U464．133+．3文献标识码：A1引言2曲轴建模曲轴作为一个复杂的弹性连续体，它对发动机的NVH有

7、着2．1三维实体模型建立重要的影响【l】。在发动机高速运转中，曲轴的扭转振动往往成为曲研究的v8发动机曲轴结构形式是十字轴式曲轴，采用的是轴断裂的主要原因。要设计一款曲轴，必须考虑其振动、噪声等特并列连杆式的曲柄连杆机构，其动力学模型与中心式曲柄连杆机性，而对曲轴的模态分析却是必不可少的。模态分析是研究结构构很相似。曲轴共有5个主轴颈，曲轴的主要尺寸参数如下：主轴动力特性的一种近代方法，是系统辨别方法在工程振动领域的应颈长度26ram，主轴颈直径62mm，曲柄销直径48mm。为了避免在用。态是机械结构固有振动特性，每一个

8、模态具有特定的固有频ANSYSWorkbench中建模的复杂性，选择软件SolidWorks进行建率、振型，这些参数可以由计算或试验取得。讨论的是模态分析中模。采用SolidWorks建成的曲轴三维实体模型，如图1所示。的计算模态分析。曲轴在工作过程中不断的受到复杂的交变的冲击载荷激励，随之产生了横向、纵向以及扭转振