16V170柴油機曲軸研制與有限元分析.pdf

1、曲軸是柴油機上最重要、最昂貴的運動部件，其尺寸參數很大程度上影響并決定著內燃機的整體尺寸、質量、成本、可靠性和壽命。曲軸也是柴油機上受力最復雜的零件之一，工作過程中，不僅要承受周期性變化的氣體爆發(fā)壓力、活塞連桿組的往復慣性力、旋轉慣性力、附件不規(guī)則阻力矩，還承受著扭矩轉動以及彎曲振動。因此，曲軸設計是淄博柴油機總公司“16V170柴油機開發(fā)”項目中最重要的設計工作。
　　本文采用Pro/E三維設計與ANSYS有限元分析相結合的設計

2、方法來提高16V170柴油機曲軸設計的可靠性，主要的研究工作如下：
　　采用Pro/E軟件繪制活塞連桿組件的三維實體圖，并計算出它們的質量；利用Matlab軟件完成16V170柴油機的工作過程估算和動力計算；按照16V170柴油機的總體布置和曲軸設計要求，結合Pro/E軟件完成曲軸的結構設計與分析。
　　利用動力計算得到的曲軸受力數值和設計的曲軸結構尺寸數據按照中國船級社《鋼質海船入級規(guī)范2009》對曲軸進行疲勞強度校核計算

3、。
　　運用Pro/E軟件繪制簡化的曲軸三維實體模型，并采用ANSYS軟件對曲軸進行靜力學分析，計算出曲軸在柴油機一個工作周期內的應力和變形狀況，在靜力學分析的基礎上進行靜強度、疲勞強度和疲勞壽命的計算。
　　對曲軸進行模態(tài)分析，得到曲軸在自由狀態(tài)和約束狀態(tài)下的固有頻率以及相應的振型，查看曲軸動態(tài)特性是否滿足設計要求。
　　用ANSYS分析比較曲軸主軸頸直徑、曲柄銷直徑、主軸頸圓角半徑、曲柄銷圓角半徑以及內凹圓角半徑等