原文传递
车用发动机曲轴疲劳强度计算优化研究
| 论文题名： | 车用发动机曲轴疲劳强度计算优化研究 |
| 关键词： | 汽车发动机;曲轴结构;疲劳强度;计算方法;优化设计 |
| 摘要： | 随着经济的发展，人们的生活水平越来越高，汽车已经成为了人们生活中的常用交通工具，人们对汽车的需求也越来越高。作为汽车动力输出的发动机曲轴，其承受的工作载荷恶劣，而且工作载荷多变，曲轴的设计就显得很重要且困难。 对于承受多变载荷的零部件，其主要的破坏形式大部分为疲劳破坏。早期人们为了保证这类零件的可靠性，往往将这类零件的余量放的很大，因此体现为这类零件设计的很笨重。 本文先是通过根据曲轴3D建模图建立曲轴系统的动力学计算模型，再根据动力学计算模型计算出弯矩及扭矩对曲轴的受力影响；然后采用有限元的计算方法，对比不同转速、不同负荷下所有曲柄臂的应力分布，确定了曲轴应力最大的工况；然后通过对曲轴材料疲劳强度进行实验及疲劳计算理论，进行疲劳强度分析，计算出曲轴曲柄臂的疲劳安全系数。我们检测的结果是在接近额定点的区域，曲柄臂的安全系数最低，这是因为在额定点附近，缸内压力最大，缸压对曲轴产生的载荷也最大。另外计算出每个圆角部分的最大应力与最小应力，则可以求出每个圆角的最小疲劳安全系数。根据各个曲柄臂的结果对比得出曲柄臂8的安全系数最低，这是由于曲柄臂8是最后的一个曲柄臂，靠近飞轮端，由于飞轮以及离合器的转动惯量以及质量相对都较大，因此，产生的弯矩以及扭矩也最大，此时，曲柄臂8承受的载荷最大，所以，曲柄臂8的安全系数最小。 最后，结合之前应力计算结果及对曲轴疲劳强度评估，并采用曲轴强化工艺对曲轴进行强化，让曲轴疲劳强度安全系数由原来的1.0提高到1.4。对今后的曲轴计算、优化设计等提供参考数据。 |
| 作者： | 胡婷芳 |
| 专业： | 动力工程 |
| 导师： | 张莹;陈洪书 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南昌大学 |
| 学位年度： | 2021 |
检索历史
应用推荐
