1.发动机曲柄连杆机构进行ANSYS分析毕业设计该怎么做
本文以捷达EA113汽油机的相关参数作为参考,对四缸汽油机的曲柄连杆机构的主要零部件进行了结构设计计算,并对曲柄连杆机构进行了有关运动学和动力学的理论分析与计算机仿真分析。
首先,以运动学和动力学的理论知识为依据,对曲柄连杆机构的运动规律以及在运动中的受力等问题进行详尽的分析,并得到了精确的分析结果。其次分别对活塞组、连杆组以及曲轴进行详细的结构设计,并进行了结构强度和刚度的校核。
再次,应用三维CAD软件:Pro/Engineer建立了曲柄连杆机构各零部件的几何模型,在此工作的基础上,利用Pro/E软件的装配功能,将曲柄连杆机构的各组成零件装配成活塞组件、连杆组件和曲轴组件,然后利用Pro/E软件的机构分析模块(Pro/Mechanism),建立曲柄连杆机构的多刚体动力学模型,进行运动学分析和动力学分析模拟,研究了在不考虑外力作用并使曲轴保持匀速转动的情况下,活塞和连杆的运动规律以及曲柄连杆机构的运动包络。仿真结果的分析表明,仿真结果与发动机的实际工作状况基本一致,文章介绍的仿真方法为曲柄连杆机构的选型、优化设计提供了一种新思路。
关键词:发动机;曲柄连杆机构;受力分析;仿真建模;运动分析;Pro/E。
2.发动机曲柄连杆机构进行ANSYS分析毕业设计该怎么做
本文以捷达EA113汽油机的相关参数作为参考,对四缸汽油机的曲柄连杆机构的主要零部件进行了结构设计计算,并对曲柄连杆机构进行了有关运动学和动力学的理论分析与计算机仿真分析。
首先,以运动学和动力学的理论知识为依据,对曲柄连杆机构的运动规律以及在运动中的受力等问题进行详尽的分析,并得到了精确的分析结果。其次分别对活塞组、连杆组以及曲轴进行详细的结构设计,并进行了结构强度和刚度的校核。再次,应用三维CAD软件:Pro/Engineer建立了曲柄连杆机构各零部件的几何模型,在此工作的基础上,利用Pro/E软件的装配功能,将曲柄连杆机构的各组成零件装配成活塞组件、连杆组件和曲轴组件,然后利用Pro/E软件的机构分析模块(Pro/Mechanism),建立曲柄连杆机构的多刚体动力学模型,进行运动学分析和动力学分析模拟,研究了在不考虑外力作用并使曲轴保持匀速转动的情况下,活塞和连杆的运动规律以及曲柄连杆机构的运动包络。仿真结果的分析表明,仿真结果与发动机的实际工作状况基本一致,文章介绍的仿真方法为曲柄连杆机构的选型、优化设计提供了一种新思路。
关键词:发动机;曲柄连杆机构;受力分析;仿真建模;运动分析;Pro/E
3.急求毕业设计:基于ANSYS软件发动机曲轴的有限元分析与优化
连杆有限元模型建立 建模方案的确定 传统的方法一般采用连续体模型对连杆进行 分析,这种方法具有明显的缺陷,因为这样必然将 连杆的所有组件认为是紧密融合在一起的,而连杆 是由各个分离的组件组装而成的,包括连杆体 衬 套 轴瓦 连杆盖及连杆螺栓等 各部件之间存在许 多配合面,接触状态非常复杂,对连杆的强度分析 有很大影响,如果不考虑这些因素,计算结果会跟 实际情况有相当大的差距,近乎于错误 考虑到这 些因素,根据连杆体和连杆盖之间的接触方式,将 二者用接触单元连为一个整体 而衬套 轴瓦 螺栓 对连杆的作用将以连接预紧力的形式作用于连杆 体及连杆盖上 模型的建立 采用UG软件来完成建模,建好的模型以 mod- el格式导入 ansys软件 图 1 为连杆的三维视图 基 于连杆在几何形状上的对称性,采用 1/2 连杆模型 进行分析,可以节省大量计算机内存,把这些内存 用于划分网格中,可以节省计算时间 如图 2 为连 杆1/2 模型 连杆有限元分析 计算工况的选择 发动机工作的过程中,连杆小端随活塞作往复 直线运动,大端随曲轴作旋转运动,而连杆体本身 为平动 通过分析可以得出,连杆的最大载荷出现 在进气冲程的上止点附近,此时产生最大拉应力,膨 胀冲程的上止点附近此时产生最大压应力,因此选 择这两个位置进行应力分析[2] 。
工况 1:连杆受活塞 组的惯性力作用、连杆自身的摆动惯性力、连杆小 头衬套和大头轴瓦的径向装配应力和连杆大头所 承受的螺栓预紧力;工况 2:连杆载荷包括活塞组的 惯性力 连杆自身的摆动惯性力 小头上承受的燃 气压力 连杆小头衬套和大头轴瓦的径向装配应力 和连杆大头所承受的螺栓预紧力 网格的划分 该连杆材料为中碳钢,密度为 7 850 kg/m3 ,杨氏 模量为 210 GPa,泊松比为 0.3 由于连杆形状复杂 且不规则,因此采用高阶四面体单元 Solid 92,进行 自由网格划分,共有 159 669 个单元, 247 821 个节 点,图3为1/2 连杆网格划分图 边界条件及载荷处理 位移边界条件 因所选模型为 1/2 连杆,故在连杆的对称面上 施加对称约束,约束连杆在 方向平移和在 , 方向的转动,并选取 个节点约束住 , 方向的平 移和 方向的转动 工况 1 时,在连杆大头内孔下 部的 120 施加 向约束;工况 2 时,在连杆大头 内孔上部的 120 施加 向约束[3] 边界条件及载荷处理 位移边界条件 因所选模型为 1/2 连杆,故在连杆的对称面上 施加对称约束,约束连杆在 方向平移和在 , 方向的转动,并选取 个节点约束住 , 方向的平 移和 方向的转动 工况 1 时,在连杆大头内孔下 部的 120 施加 向约束;工况 2 时,在连杆大头 内孔上部的 120 施加 向约束[3] 连杆载荷处理 (1)螺栓预紧力:螺栓作为承载体系的一部分, 作用是拉紧大端和大端盖,其预紧力可采用以下公 式计算: =0.2 0 10- 2 式中 螺栓拧紧力矩; 0 螺栓预紧力; 螺栓直径 计算得螺栓预紧力约为3 758.6 N (2)连杆小头孔的载荷沿轴线方向按二次抛物 线分布,沿孔圆周方向在 120 范围内按余弦规律 分布,而连杆大头孔与曲柄销接触角为 120 ,载荷 同样按余弦规律分布[4] 假设所受载荷曲线方程为2 + 而轴向受力长度为 2 ,当 =0 时, max,故 max 而当 时,=0,这样可以得出 max/ 2 ,=0 则作用在轴颈上的总载荷为: 4 0 0 cos 3 /2 d d = 8 3 0 d 得出 = 8 3 max 0 1- 2 2 d = 16 9 max 由此可得 max= 9 16 , = 9 16 1- 2 2 则沿轴颈圆周方向有 = cos 3 /2 其中,=0~ ,=- 60 ~60 (3)连杆小头与衬套,大头与轴瓦之间,由于过 盈装配存在预紧力,通过计算可得出连杆小头预紧 力约为 211.52N,连杆大头预紧力约为 70.25N 计算结果与分析 使用 ANSYS软件,定义材料属性,并施加必要 的位移边界条件和力边界条件,进行求解后,可以 得出连杆在最大受拉和最大受压两种工况下的应 力云图,如图 4和图 5所示从应力云图可以看出,连杆在最大受拉工况下 的最大应力在连杆大头顶部,以及连杆大头和连杆 盖用螺栓连接处,还有连杆小头底部油孔处,而在最 大受压工况下最大应力发生在连杆小头孔下部的 油孔处,同时连杆大小头和杆身过渡处应力也相对 集中 连杆设计的改进方案 基于连杆在两种受力工况下的应力集中情况, 可以得出连杆在工作过程中主要承受气体压力和 往复惯性力所产生的交变载荷,在设计时应首先保 证连杆具有足够的疲劳强度和结构刚度,不能简单 依靠加大结构尺寸[5]。
4.跪求有限元分析论文
CAE实用软件实训结业论文 10604020819 穆俊超 106040208班 机械设计方向 此例是发动机活塞的有限元分析,其目的是检验该活塞的结构强度。
活塞顶部受 到向下的均布载荷为10MPa,材料弹性模量 E = 2.1* 1011 p a ,泊松比 ? = 0.3 。 题目分析;对活塞的中间两个通孔进行限制,并且是完全限制,六个方向的约束 全部施加上去,并且是在两个位置 Solid 1.3 1.8,都施加限制,而在顶部只设置 五个方向的约束,竖直向下的约束不加限制,这样才可以施加均布载荷,网格类 型为 Type→Solid, 1.新建一个数据库文件, 【File】 .新建一个数据库文件, 【 】 1) 选择菜单 【File】 →New, 文件名→输入文件名 mjc, 单击 。
Analysis Code→MSC.Nastran,Analysis Type→Structural,单击 。 2.导入 CAD 几何模型 . 选择菜单【File】→Import,Object→Model, Source→Parasolid xmt, 选择 piston.x_t,单击 ,单击 。
3.划分有限元网格, .划分有限元网格, 划分网格:Action→Create,Object→Mesh,Type→Solid, Elem Shape→Tet, Mesher → Tetmesh , Topology → Tet10 , Input List → Solid 1 , 选 中 Automatic Calculation,单击 。 4.施加边界条件, .施加边界条件, 1) 施加固定约束: Action→Create, Object→Displacement, Type→Nodal, New Set Name→mjc1,单击 ,Translations
2)施加均布载荷:Action→Create,Object→Pressure,Type→Element Uniform, New Set Na→mjc2, Target Element Type t→3D, 单击 , Pressure→1.0e7, 单击 , 单击 , 选中 Geometry, Select Solid Faces→Solid 1.32,单击 ,单击 ,单击 。 5.定义材料属性, .定义材料属性, 定义材料:Action→Create,Object→Isotropic,Method→Manual Input,Material Name→steel, 单击 , Constitutive Model→Linear Elastic, Elastic Modulus→2.1e11, Poisson Ratio→0.3, 单击 , 单击 。
6.定义单元属性, .定义单元属性, 1)定义单元属性:Action→Create,Object→3D,Type→Solid,Pry Set Name→ mjc3, Option(s) →Homogeneous、Standard Formulation, 单击 , Material Name→Steel (在 Material Property Sets 中选择) 单击 , , Select ,单击 。 Members→Solid 1,单击 7.进行分析, .进行分析, 1)进行分析:Action→Analyze,Object→Entire Model,Method→Analysis Deck, Job Name→mjc,单击 ,Solution Type→LINEAR STATIC,单击 , apply。
打开 NASTRAN, 选择 mjc1.bdf, 单击 。 此时, Patran 会将模型提交 Nastran 运算,会弹出一个 DOS 形式的窗口,显示 Nastran 的运行 情况,运算完成之后,计算机的扬声器会有提示音,同时,状态显示窗口关闭。
2) 读入分析结果: Action→Access Results, Object→Attach XDB, Method→Result Entities,Select Result File,文件名→mjc1.xdb,单击 ,单击 。 这样才可以进行后处理。
这一步骤, 是将 Nastran 的分析结果读入到 Patran 中来, 8.后处理, .后处理, 1)显示应力云纹图:Action→Create,Object→Quick Plot,Select Result Cases→ Default,A1: Static Subcase,Select Fringe Result→Stress Tensor,Quantity→von 。此时,活塞模型的 von Mises 弯曲应力云纹图就显示出 Mises,单击 来,如图 1-6 所示。
图 1-6 2)显示位移变形图:Action→Create,Object→Quick Plot,Select Result Cases→ Default,A1: Static Subcase , Select Deformation Result → Displacements Translational,Quantity→Magnitude,单击 。此时,活塞模型的位移变 形图就显示出来,如图 1-7 所。
5.ansys 模态分析写论文的意义
模态分析就求特征值和特征向量的问题,特征值就是要知道结构振动的一些基本振型对应的频率,在实际中,有时为了避开这这些基本频率,防止共振,有时要加强振动,看实际需要,基本自然频率可以给我们一个准则,可知道我们的结构变形是算快还是算慢,基本自然频率也可以代表结构整体的刚度:频率低表示结构的刚度很低(结构很柔软),相反的频率高表示结构的刚度很高(结构很坚硬)。结构的软硬程度视需求而有不同的设计,譬如刚性的高楼设计虽然比较不会摇动的太厉害,但是却不容易吸收地震能量;相反的柔性的高楼设计虽然会摇动比较大,但是往往可以吸收很大的地震能量。
振型有何实用上的价值呢?从振态的形状我们可以知道在某个自然共振频率下,结构的变形趋势。若要加强结构的刚性,你可以从这些较弱的部分来加强。比如说一个高楼的设计,如果经过模态分析后会发现,最低频的振态是在整个高楼的扭转方向,那表示这个方向的刚度是首先需加强的部分。