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基于多体动力学的发动机连杆动态应力计算
| 论文题名： | 基于多体动力学的发动机连杆动态应力计算 |
| 关键词： | 汽车发动机;曲柄连杆机构;动态应力;虚拟样机;多体动力学 |
| 摘要： | 作为汽车发动机内最重要的零件之一，连杆承受着由活塞所传递过来的伴随着往复载荷而产生的交变载荷，使它每一个旋转周期中产生拉伸与压缩，并且载荷的大小会因为发动机转速的提高而增大。 连杆失效作为汽车发动机破坏性故障最常见的原因之一，通常会对发动机造成不可挽回的破坏。对连杆的可靠性进行全面分析，研究连杆的动态应力具有重要的意义，而多体系统动力学的发展也使得连杆机构进行更精确的动力学仿真分析成为可能。 本文通过多体系统动力学仿真技术及有限元仿真技术为主要手段，主要应用了多体动力学仿真软件ADAMS、有限元前处理软件HYPERMESH以及有限元分析软件ABAQUS，以发动机曲柄连杆机构为主要研究对象，计算了连杆的动态应力分布。 首先通过连杆系统几何模型，分析其运动情况，根据几何尺寸及典型工况计算出连杆的基本运动参数；通过仿真软件ADAMS建立发动机连杆机构的多刚体动力学模型；通过软件HYPERMESH对连杆结构进行模态分析，得到了连杆的模态数据并生成中性文件用于建立柔性多体动力学模型。 基于以上虚拟样机模型分别进行动力学仿真分析，计算连杆在两个发动机运行周期内任意时刻的动态载荷分布，评估柔性多体动力学分析结果的合理性；利用输出的连杆大小端的动态载荷谱文件作为有限元分析的载荷边界条件，利用ABAQUS对连杆进行较为精确的动力学分析，得到其动态应力分布，得到不同转速工况下的应力计算结果，并进行对比分析。 通过多刚体模型与刚柔耦合模型的仿真结果对比、典型工况有限元静力分析与动力学分析结果的对比以及不同转速工况下计算结果差值大小的对比，验证了基于柔性多体动力学的连杆动态应力分析的计算结果的精确性，同时动态应力计算结果为连杆的结构优化提供理论依据。 |
| 作者： | 郑怡 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 蹇开林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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