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船用柴油机曲柄连杆机构轻量化设计研究
| 论文题名： | 船用柴油机曲柄连杆机构轻量化设计研究 |
| 关键词： | 船用柴油机;曲轴连杆机构;轻量化设计;有限元仿真 |
| 摘要： | 本文以某型船用柴油机的曲柄连杆机构为研究对象，分别对曲柄连杆机构的运动学、动力学特性进行了理论分析和仿真，对曲轴、连杆等关键零件进行了有限元分析及轻量化设计，最终对轻量化后的零件及机构进行合理性验证。 首先，依据16缸V型柴油机曲柄连杆机构的图纸，在Pro/E中进行精确建模和装配，并且以运动学和动力学的理论为依据，对曲柄连杆机构的运动规律以及所受的动态力进行了分析，进一步采用Pro/E软件和ADAMS动力学分析软件完成了曲柄连杆机构的运动学和动力学仿真，仿真结果为后续的有限元分析提供边界条件。 其次，对轻量化设计的过程和相关理论进行了研究和归纳，并进一步应用到曲轴和连杆等关键零件的轻量化设计中。在对曲轴和连杆的有限元分析基础上，依据应力分布结果及拓扑优化的相关理论，进一步对曲轴和连杆进行了轻量化设计，曲轴的减重为100Kg，减重比为5.5%。连杆的减重量为2.25Kg，减重比为5.64%。 最后，对轻量化后的曲轴和连杆进行静动态性能分析，并进一步对比轻量化前后的零件对机构性能的影响。对于零件，主要采用静态强度分析、疲劳分析和动态分析的基础——模态分析进行静动态性能验证分析；对于机构，主要将零件轻量化前后对主轴承载荷的影响进行对比。结果表明，轻量化后的连杆和曲轴动静态性能符合要求，对主轴承载荷也有减小的趋势，因而此套轻量化设计方法具有可行性。 |
| 作者： | 袁彩云 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 崔亚辉;王宏江 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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