柴油机曲轴性能分析及曲轴强度计算方法研究--《哈尔滨工程大学》2006年硕士论文
柴油机曲轴性能分析及曲轴强度计算方法研究
【摘要】：
曲轴是柴油机最为重要的部件，曲轴的模拟计算是一个非常有意义的研究领域。由于曲轴的几何形状、边界条件和作用载荷都非常复杂，要尽量精确地模拟曲轴性能，选择合适的计算方法是其中关键环节之一。
本论文的主要工作和主要结论如下：
(1)应用AVL公司的EXCITE-designer软件进行曲轴初期的设计计算，分析了轴承的工作情况，曲轴的强度，计算出安全系数，并说明了曲轴的尺寸是合理的。
(2)应用AVL-EXCITE软件计算曲轴的动力响应，得到曲轴的位移、速度和加速度，以及轴承的载荷。
(3)利用Pro／E软件建立三维模型，并导入ANSYS软件划分网格得到有限元模型，包括网格划分、确定边界条件及施加约束，通过静态分析得到了与实际情况相符合的应力云图，并分析了总载荷和曲柄臂厚度变化对应力的变化。
(4)分析了AVL-EXCITE-Designer、AVL-EXCITE、ANSYS软件应用范围，分析了曲轴的动力响应，有限元法应用时注意的问题。
本文分析了曲轴的性能并研究了曲轴强度计算方法，对今后柴油机曲轴强度计算有一定的参考价值。
【关键词】：
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2006【分类号】：TK422【目录】：
ABSTRACT6-11
第1章 绪论11-23
1.1 论文选题的背景和实际意义11-12
1.2 曲轴强度计算概述12-15
1.2.1 曲轴强度计算的重要性12
1.2.2 曲轴强度计算的发展和展望12-13
1.2.3 曲轴应力计算的分类13-15
1.3 有限元方法在曲轴性能分析中的应用15-22
1.3.1 有限元方法的基本理论15-18
1.3.2 曲轴强度计算的有限元方法概述18-21
1.3.3 柴油机有限元技术存在的主要问题21-22
1.4 本论文主要工作22-23
第2章 曲轴设计初期的强度计算23-38
2.1 AVL-EXCITE-Designer计算模型的建立23-24
2.1.1 AVL-EXCITE-Designer软件介绍23
2.1.2 AVL-EXCITE-Designer软件曲轴强度计算理论23-24
2.1.3 单缸试验机曲轴计算模型24
2.2 AVL-EXCITE-Designer计算模型数据的输入24-28
2.2.1 轴系全局数据的输入25-26
2.2.2 外部载荷数据的输入26-27
2.2.3 曲轴模型的定义27-28
2.3 AVL-EXCITE-Designer曲轴计算结果分析28-36
2.3.1 曲轴强度29-32
2.3.2 主轴承32-35
2.3.3 轴系扭振35-36
2.4 本章小结36-38
第3章 曲轴动力学计算38-58
3.1 AVL-EXCITE计算理论概述38-39
3.2 有限元模型的建立39-45
3.2.1 MSC.Patran、MSC.Nastran软件介绍39-40
3.2.2 曲轴有限元模型的建立40-43
3.2.3 主轴承壁有限元模型的建立43-44
3.2.4 连杆有限元模型的建立44-45
3.3 有限元模型的后处理45-49
3.3.1 定义主自由度节点45-47
3.3.2 有限元模型的动/静态缩减47-49
3.4 建立AVL-EXCITE计算模型49-52
3.4.1 体单元的定义49
3.4.2 连接体单元的定义49-50
3.4.3 模型的建立与全局参数的输入50-52
3.5 计算结果分析52-57
3.5.1 曲轴节点的运动学分析52-54
3.5.2 轴颈受力分析54-55
3.5.3 主轴承分析55-56
3.5.4 止推轴承的结果分析56-57
3.6 本章小结57-58
第4章 曲轴应力的有限元分析58-72
4.1 三维模型的建立58-59
4.1.1 Pro/ENGINEER软件介绍58-59
4.1.2 建立的三维模型59
4.2 有限元模型的建立59-65
4.2.1 ANSYS软件介绍59-60
4.2.2 有限元模型网格的划分60-62
4.2.3 边界条件的确定62-65
4.3 计算结果分析65-71
4.3.1 应力分析66-68
4.3.2 总载荷变化对曲轴应力的影响分析68-69
4.3.2 曲柄臂厚度的变化对曲轴应力的影响分析69-71
4.4 本章小结71-72
参考文献74-78
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果78-79
个人简历79-80
附录A81-85
附录B85-86
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单缸柴油机曲轴油封
S195、 S1100、S1105等型单缸柴油机曲轴油封漏油是一个比较难解决的问题。漏油的常见原因有以下几方面：曲轴主轴颈与轴瓦磨损后配合间隙增大、同轴度偏差变大，油封唇口磨损，曲轴轴向间隙大、曲轴轴向窜动，新曲轴轴颈表面不光滑，或柴油机...
小型单缸风冷柴油机以其重量轻、体积小、结构简单、维修方便的特点，深受广大用户的青睐，并被广泛应用于微耕机配套动力。然而，与水冷柴油机相比显得格外“娇气”，使用不当故障频率高，可靠性低。 　　 1.单缸风冷柴油机与水冷柴油机的构造区别 单缸...
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Mail: Copyright by ；All rights reserved.单缸柴油机曲轴后油封漏油试验--《拖拉机与农用运输车》1994年06期
单缸柴油机曲轴后油封漏油试验
【摘要】：
【关键词】：
【分类号】：S232【正文快照】：
为了排除单缸柴油机曲轴后油封漏油故障，我们做过两个试验。1．主轴承盖上的回油孔流通面积试验我厂S1100柴油机于1986年6月投产后曾一度出现过曲轴后油封漏机油的故障。经检测，曲轴箱压力一般都在一1．37～－1．96kPa。经反复试验观察，最后找出了漏机油的主要原因：主轴
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哈尔滨工程大学
硕士学位论文
单缸柴油机曲轴强度分析
姓名：刘鹏飞
申请学位级别：硕士
专业：动力机械及工程
指导教师：李晓波
哈尔滨丁程大学硕士学位论文
曲轴是内燃机中最重要的部件之一，也是受力情况最复杂的部件，它的
尺寸参数影响着内燃机整体尺寸和重量，并且在很大程度上影响着内燃机的
性能和可靠性。随着内燃机技术的不断进步和完善，曲轴的工作条件也愈加
恶劣。因此，曲轴的结构强度分析在内燃机的设计和改进过程中占有极其重
要的地位。本文以单缸柴油机曲轴为研究对象，计算分析了曲轴的静态性能
和动态特性，为今后曲轴设计中强度计算提供了可行性方案。
本文利用Pro／E软件建立曲轴的三维模型，然后针对曲轴应力场计算探
讨了单元尺寸、形状、阶次的选择对计算精度及规模的影响，通过上述分析，
在ANSYS软件中划分网格，得到曲轴有限元模型。
应用上述得到的有限元模型，并运用单体有限元法对曲轴整体进行静态
分析，在主轴颈刚性约束和支反力约束两种情况下，用多种边界条件进行计
算，对以上几种不同的边界条件处理方式进行比较，然后分析了曲轴在主轴
颈弹簧约束下，不同刚度对曲轴圆角应力的影响。同时建立了曲轴一支撑接触
模型，运用接触有限元方法研究整体曲轴的强度，并对单体有限元法和接触
有限元法进行比较。
迹，最小油膜厚度，圆角应力值以及圆角安全系数。
关键词：曲轴；应力；疲劳强度；接触分析；性能分析
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