文件大小:2.08MB 适用专业:机械 适用年级:大学 论文编号:100854 论文简介: 硕士论文 基于Pro/M下的连杆结构分析及其性能优化设计
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摘要
计算机技术的发展推动了产品设计的多样化。企业只有不断保持产品创新,
才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。CAD/CAM技术是实现创新的关键手
段,而CAE是实现创新设计的最主要技术保障。在计算机技术迅猛发展的今天,
要求企业把产品设计与三维仿真及有限元分析系统有效的结合起来,以达到制造
业高效、低成本、自动化的市场要求。
在柴油机的曲柄连杆机构中,连杆工作的可靠性问题一直是人们在柴油机研
究和改进过程中关注的热点问题。在动力系统中,连杆是承受负荷最严重的零件
之一,在高温高压的工作环境中,同时承受着活塞传来的气体压力、往复惯性力
和它本身摆动时所产生的惯性力的作用,这些力的大小和方向周期性变化,很容
易引起连杆的疲劳破坏。因而设计重量轻而且具有足够强度的连杆对现代柴油机
设计有着举足轻重的作用。
以Pro/E为设计工具、以Pro,MECHANICA为分析平台,对柴油机连杆进行
结构分析及其性能优化设计。
在Pro/E中,分析了连杆的结构特点,总结出连杆设计中的主要结构特征,
将基于特征的建模技术应用于连杆有限元分析中,讨论了连杆建模方法,建立了
连杆三维实体分析模型。
以Pro/砸CHANICA为分析平台,运用有限元分析方法,对柴油机连杆实
际受力情况、边界条件和施加载荷进行研究。通过分析计算,确定了连杆的拉伸
与压缩载荷最大应力。其中,用结构(Structure)分析工具对连杆优化参数进行灵
敏度分析,在满足优化约束的条件下,对连杆的结构进行优化设计,减小连杆的
重量。结构优化后的尺寸组合减少了应力集中现象,从而有效地解决了在实际工
况下由于应力集中导致连杆断裂破坏的这一主要问题。对连杆的模态分析,计算
其固有频率。
将有限元技术与结构优化设计相结合,在连杆最大工作应力满足许用应力的
条件下,优化连杆结构参数,达到目标函数一质量最小。结果表明设计较精确,
能满足柴油机连杆的实际工况要求。
关键词: 连杆;Pro,MECHANICA;应力;灵敏度:优化设计;模态分析
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