体,同时也可以施加在有限元模型上,如单元和节点。若载荷施加在有限元模型上,ANSYS在求解之前会自动将这些载荷转换到相应的节点和单元上。连杆在工作时,承受周期性变化的外力作用。其主要由两部分组成:一是经活塞顶传来的燃气爆发力,对连杆起压缩作用,二是活塞连杆组高速运动产生的惯性力,对连杆起拉伸作用;在分析时,认为最大燃气爆发力和惯性力均在上止点附近出现,俩者可以叠加。另外,还有连杆小头所装的衬套、大头所装的连杆瓦作用在孔径上的过盈力,及连杆螺栓预紧力所产生附加载荷。用有限元法可对连杆在整个7200循环中进行动态分析,会得到理想的结果,但计算过程过于复杂。因连杆破坏大都是拉、压疲劳断裂所致。故计算时选择了连杆在受最大拉力和最大压力这两种极端情形来计算应力的分布情况。这样既能得到两个最危险受力工况下的应力和变形的分布情况,又能满足工程设计要求,实现计算简便,节省机时[9]。结果分析:本文以195型柴油机连杆为研究对象,按照连杆的实际工作情况,同时考虑活塞销、曲轴连杆轴颈对连杆的影响,利用三维造型软件PRO/E 建立连杆三维有限元分析模型。 (1)建立连杆小头和大头的模型 (2)按标准尺寸创建杆身 (3)按标准尺寸对杆身和大小头连接处导圆角 (4)按标准尺寸创建小头孔 (5)按标准尺寸创建连杆大头孔 (6)按标准尺寸创建连杆工字形杆身 (7)按标准尺寸创建连杆大头螺栓座 然后把连杆模型导入有限元分析软件ANSYS 中,取高阶四面体单元SOLID92,划分有限元网格;在有限元模型上加约束,加载最大拉力进行有限元分析,找出有限元模型的位移变形图和平均等效应力图,得出结论;接着再分析受最大压力时连杆的位移变形图和平均等效应力图。 连杆、活塞销的离心力和往复惯性力由ANSYS 程序自动加载;燃气压缩力载荷、活塞组离心载荷均以集中力的形式施加于连杆小头孔上,将螺栓所受的力加在螺栓座的表面上。
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