基于有限元法分析机体及加工工艺对主轴承孔变形的影响

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机体是柴油机的关键零件之一,是构成柴油机的骨架,支撑和固定柴油机的所有运行部件。主轴承孔是安装曲轴的座孔,其变形直接影响到轴瓦的变形以及最小油膜的厚度从而影响到曲轴的正常运转。因此,机体和主轴承孔的变形会影响到柴油机的经济性、动力性、排放性和使用寿命等至关重要的性能指标。所以,对柴油机机体和主轴承孔进行仿真计算,得出有价值的信息就成为柴油机研发人员的重要工作。   本文主要内容及主要结论如下:   首先通过PRO/E三维造型软件建立机体、气缸盖、主轴承盖、飞轮壳等三维实体模型,用HyperMesh划分网格建立有限元分析模型,施加合理的边界条件后用ANSYS进行计算,重点考察机体和主轴承孔的应力和变形。   本文创造性地运用了一种更加切合柴油机实际加工和运行的改进方法来分析主轴承孔的变形,提高了有限元分析边界条件的合理性和计算的精度。   通过计算分析得出,机体的变形主要是受发动机气缸内气体爆发压力的影响,即在爆发缸附近区域的应力和应变较大,在远离爆发缸区域的应力和应变则会有很大的降低;与工作工况相比,在螺栓预紧力工况下机体的应力和应变相对较小;采用改进方法的计算结果与原始方法的计算结果相比,所得的主轴承孔变形评价指标有一定的变化,加之主轴承孔的轴线是缸套等零件变形分析的坐标基准,因而,由此引起的气缸套的某些评价指标也会产生相应的变化。   通过本文分析,改进方法分析主轴承孔变形的计算边界条件更合理,更符合柴油机实际的加工和运行过程,计算结果与原始方法也有一定的差距,因此,在以后的分析当中应当采用。  
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