目录

第一章 绪论-1

1。1 选题的目的及意义-1

1。2 几种连杆胀断设备的举例说明2

1。2。1 连杆胀断设备分类-3

1。2。2 国外连杆胀断设备研究和应用现状5

1。2。3 国内连杆胀断设备研究与应用现状7

1。3 论文的主要内容及目标-8

1。3。1 论文的主要研究内容8

1。3。2 研究方法及步骤措施9

第二章 机架的有限元分析理论基础10

2。1 发动机连杆胀断机10 

2。1。1 发动机连杆胀断机简介10

2。1。2 设备的主要技术参数-10

2。1。3 设备的组成及功能10

2。2 有限元法的介绍-12

2。2。1 有限元法的发展历史-12

2。2。2 有限元分析软件-13

2。2。3  ANSYS简介14

2。2。4 对机架进行有限元分析的方案介绍-14

2。3 本章小结14

第三章 机架的静力学分析-15

3。1 连杆胀断力和机架力学分析15

3。1。1 确定连杆断裂临界载荷15

3。1。2 机架受力分析-15

3。2 机架的三维建模17

3。3 有限元模型建立17

3。4 施加载荷并求解-18

3。4。1 机架变形结果及评价-18

3。4。2 应力计算结果及分析评价-24

3。5 静力学分析结果评价-28

3。6 本章小结28

第四章 机架的模态分析-30

4。1 有限元模态分析理论基础-30

4。1。1 模态分析概述-30

4。1。2 有限元模态分析理论30

4。1。3 ANSYS模态分析法简介32

4。2 机架的模态分析33

4。2。1 加载并求解33

4。2。2 观察计算结果-33

4。3 机架的模态计算结果分析34

4。4 模态分析结果评价-39

4。5 本章小结-40

第五章 机架的瞬态响应分析-41

5。1 瞬态响应分析基础-41

5。1。1 瞬态动力学分析理论41

5。1。2  ANSYS中瞬态动力学分析-42

5。2 胀断时间测定-42

5。3 机架的瞬态响应分析43

5。3。1 时间步长-43

5。3。2 加载及求解43

5。3。3 后处理43

5。4 瞬态响应分析结果-44

5。5 瞬态动力学结果分析与评价-51

5。6 本章小结51

结论-52

致谢-53

参考文献54

第一章 绪论

1。1 选题的目的及意义

21世纪是工业化和现代化程度较高的时代，汽车在生活中起到的运输、导航、载重等等重要作用，使得人们越来越离不开这一传统机械。如今汽车产业犹如雨后春笋般迅猛发展[1]，随着汽车走入现实生活的各个领域，汽车的功能也越来越多样化，现代化的生活带来对汽车需求量的大幅增加。生产汽车的各行业之间紧密相连，产品间具有相当大的关联性，因而可以相互影响、相互促进，从而产生群体效益。关于汽车生产、制造和销售的产业经济在国民经济中具有举足轻重的地位。作为动力输出中心，发动机支配着汽车的所有功能和各功能间的配合。连杆将汽缸活塞与曲轴相互连接，传递着燃气缸中的燃烧动力，并将直线式的运动转换为圆周运动，实现车轮的转动。这一关键零件对发动机的性能起着决定性作用，连杆质量的优劣影响着发动机的动力输出的稳定性和持续性性能，而连杆寿命的长短也决定了发动机的正常运转周期。在设计连杆时，要着重考虑其工作环境，综合分析周围高温环境，所承受的高强度压力，以及自身的惯性因素。连杆在工作过程中的运动形式较为复杂，有平动也有转动，还有瞬时性动作。综上所述，可以看到连杆的工作环境恶劣，运动状况复杂。这就要求所设计的连杆在强度和刚度上都要达到使用要求，以抵御工作过程中的磨损，随温度变形，疲劳等考验[2]。连杆的刚度不足将会导致运动中的连杆体发生变形:这样会影响活塞、连杆与曲柄组成的机构的正常工作,大幅降低能量的传递效率;如果产生较为严重的变形，就会使得活塞边界的密封性遭到破坏，恶化发动机的排气状况，甚至出现拉瓦和拉缸等情况，彻底破坏发动机的正常功能[3] 。连杆发生断裂失效的情况一般分为以下3种:a、制作材料的材质较差;b、锻造过程中产生的裂纹;c、在加工过程中，刀具的挤压在连杆表面导致的应力集中以及微小的裂纹。因此，对连杆进行设计时要选用合理的结构；在生产时，要设计合理的工艺规程，使用先进的加工设备，选择力学性能优质的材料。而日常生产中用的传统生产方法，操作起来程序复杂，需要耗费大量劳动力等生产资源，费时费力，并且传统的加工工艺对设备的加工精度要求较高，产品精度很难控制，生产周期过长、效率低下，难以满足汽车产业的需求。论文网