基于简化模型的连杆疲劳强度分析开题报告

 2021-08-08 15:01:36

1. 研究目的与意义

根据相关资料显示,目前发动机的可靠性问题当中,80%以上都是疲劳问题。

造成这一现象的主要原因,是因为曲轴、连杆、机体等主要的发动机的零部件在运行过程中,都会受到来自不同激励源的周期性非比例交变载荷的作用,导致零部件的疲劳失效并进而导致发动机的失效。

而近年来,随着排放标准的提高以及涡轮增压等技术的广泛应用,发动机的爆压也得到了较大的提升,一般柴油机的爆压已经超过了20mpa,这也对发动机零部件的疲劳强度提出了更高的要求。

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2. 国内外研究现状分析

骆清国, 刘鑫以某发动机连杆为研究对象,应用ansys workbench对发动机连杆最大压缩工况进行有限元分析。

kandil根据疲劳损伤力学相关理论在通用模型基础上提出了著名的kbm模型。

该模型综合考虑了应力应变状态对多轴疲劳的影响,来用于分析剪切疲劳问题。

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3. 研究的基本内容与计划

研究内容:① 以给定的某六缸柴油机连杆实物为基准,利用三维建模软件建模建立连杆的简化几何模型,该模型在保留连杆大小头半径、杆身等基本尺寸参数的基础上,忽略装配、螺栓等特征,将连杆总成视为一个单一的零部件;② 针对连杆在实际工作过程中的受力状况进行分析,获得连杆相应的载荷历程,并确定在一个循环周期内的最大载荷与最小载荷值;③ 在连杆简化几何模型的基础上,利用hypermesh有限元软件对其进行有限元模型的建模,在此基础上采用abaqus软件对模型分析并获得相应的应力应变分布云图;④ 利用femfat疲劳分析软件结合材料自身的强度,获得连杆在其额定工况下的疲劳安全系数云图,并确定最大的疲劳损伤点。

第1周对收集的资料进行分析归类,确定连杆疲劳性研究的要求,并建立连杆简化模型;第2-6周hypermesh软件和abaqus软件的安装和学习 ;第7-9周在hypermesh中建立模型划分网格,同时根据相关的结构参数改变模型。

第10-12周在abaqus软件中进行各各结构参数下应力应变的分析;第13-15周撰写毕业论文;第16周交审毕业论文,答辩阶段:交论文、审核。

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4. 研究创新点

在有限元分析上,采用了网格划分较为精确的HyperMesh软件建模,用ABAQUS软件进行应力应变的分析。

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