1. 研究目的与意义
连杆是发动机的一个重要组成部分,工作中经受拉伸,压缩和弯曲等交变载荷的作用。其结构复杂,工作条件恶劣,对连杆组的结构分析和设计是一项很困难的工程。传统设计方法使用的材料力学公式很难计算出这种复杂构件的应力和变形状态,有限元法以其独特的特点,能够对结构形状和受载方式复杂的构件进行分析,被广泛地应用在内燃机工程中。
2. 国内外研究现状分析
1983年,UG 上市,UG引入复合建模的概念,可以实体建模、曲线建模、框线建模、半参数化及参数化建模融为一体,被广泛地应用在机械、汽车、航天等行业。并能自动进行干涉检查的高级装配功能模块、最先进的CAM模块以及具有A类曲线造型能力的工业造型模块:它在全球迅猛发展,占领了巨大的市场份额,已经成为高端及商业CAD/CAE/CAM应用开发的常用软件。 有限元法( Finite Element Method,简称FEM) 是一种数值离散化方法, 根据变分原理求其数值解。因此适合于求解结构形状及边界条件比较复杂、材料特性不均匀等力学问题能够解决几乎所有工程领域中各种边值问题( 平衡或定常问题、动态或非定常问题) 。 有限元法的基本思想是:在对整体结构进行结构分析和受力分析的基础上, 对结构加以简化,利用离散化方法把简化后的边界结构看成是由许多有限大小、彼此只在有限个节点处相连接的有限单元的组合体。然后, 从单元分析入手, 先建立每个单元的刚度方程, 再用计算机对平衡方程组求解, 便可得到问题的数值近似解。用有限元法进行结构分析步骤是: 结构和受力分析- 离散化处理- 单元分析- 整体分析- 引入边界条件求解。
3. 研究的基本内容与计划
课题研究内容:1、在建模软件中,建立连杆机构的三维实体模型。2、在ug软件中建立连杆机构的有限元模型,对连杆进行运动仿真及静态的有限元分析。
1~3周(2月12日~3月5日)查阅相关资料,完成开题报告。安装并开始学习ug,cad软件,仔细阅读相关资料并吸收消化,尝试用ug建模。
4~7周(3月12日~4月2日)熟悉并能熟练运用ug软件,整理资料,对连杆进行数据测绘。
4. 研究创新点
运用现代设计方法,利用UG建立一种发动机的实体有限元模型,考虑连杆的具体受力方式,对不同的构件进行合理的简化和近似,对相关结构及连接方式进行离散。
