外文翻譯（中文）---泵柴油機(jī)連桿有限元分析

1、<p><b>　　中文1744字</b></p><p>　　出處：Advances in Computer Science, Intelligent System and Environment. Springer Berlin Heidelberg, 2011: 665-669</p><p>　　泵柴油機(jī)連桿有限元分析 </p><

2、;p><b>　　摘要</b></p><p>　　本文用ANSYS的三維有限元法分析的泵柴油發(fā)動(dòng)機(jī)連桿的應(yīng)分布 。該結(jié)果表明，連接桿柄的小端的油通孔是暴露在最大壓縮狀態(tài)和破壞性的位置最大拉伸狀態(tài)。最大壓縮條件下的最大應(yīng)力值是371兆帕，最大變形值是0.149毫米，最大應(yīng)力值69.4MPa。最大伸展?fàn)顟B(tài)下的最大變形值是0.0168毫米。</p><p>　　關(guān)鍵

3、詞：有限元分析，連桿，應(yīng)力分布， 泵柴油機(jī)。</p><p><b>　　1 簡(jiǎn)介</b></p><p>　　連桿是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的重要驅(qū)動(dòng)部件之一。它承擔(dān)各種 復(fù)雜的周期性變化的負(fù)載。如果沒有足夠的強(qiáng)度， 簡(jiǎn)單制造的連桿將很難維持正常的工作。正因如此，連桿斷裂。它會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)故障，以及嚴(yán)重后果。作為一種有效的分析方法，有限元分析中已被廣泛使用在連桿的設(shè)計(jì)。 </

4、p><p>　　隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化的快速發(fā)展 。農(nóng)業(yè)機(jī)械被越來越廣泛的應(yīng)用。泵柴油發(fā)動(dòng)機(jī)是主要的機(jī)械類型。 在本文中，采用ANSYS三維有限元法分析，強(qiáng)調(diào)泵柴油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)連桿的分布。</p><p><b>　　模型的建立</b></p><p>　　連桿的材料是45鋼。主要的性能參數(shù)列于 表1中。</p><p>　　建立準(zhǔn)確，

5、可靠的計(jì)算模型是與有限元分析的關(guān)鍵步驟之一 。在分析的過程中，進(jìn)行有限元分析模型應(yīng)盡可能地根據(jù)實(shí)際模型來建造。然而，如果對(duì)象的結(jié)構(gòu)是太過于復(fù)雜，實(shí)際的建模模型可以是非常困難的，甚至是不可能的構(gòu)建 。計(jì)算模型按照真實(shí)的模型進(jìn)行建模。因此，近似簡(jiǎn)化是必要的。在本文中，連桿的大端被簡(jiǎn)化。軸瓦，襯套和連桿的螺栓被忽略。大端蓋和連桿的主干被作為一個(gè)整體模型。為了避免有限元網(wǎng)格的大小過大的區(qū)分，這會(huì)降低元件的質(zhì)量和計(jì)算 </p>&l

6、t;p>　　精度，簡(jiǎn)化了修改斜邊和倒圓角幾乎沒有影響連桿的強(qiáng)度。</p><p>　　為了保證計(jì)算精度，8節(jié)點(diǎn)四面體單元SOLID 45是空的。這種模型畫網(wǎng)格的方法是自由網(wǎng)格劃分。因?yàn)榇朔椒ㄊ遣挥檬謩?dòng)控制的，它必須修理自由劃分后的網(wǎng)格。對(duì)于壓力集中的部位，如小端的過渡位置和連桿柄大端的過渡位置和第I-形橫截面的內(nèi)側(cè)面連接桿柄，這些位置檢查，補(bǔ)償之后。連桿的有限元模型就建立了65911個(gè)網(wǎng)格。連桿的網(wǎng)格分割顯

7、示 在圖1中。</p><p><b>　　3負(fù)載的應(yīng)用 </b></p><p>　　對(duì)于工作狀態(tài)的連桿，其周期性的外力由兩部分組成。一個(gè)是燃?xì)馊紵龎毫νㄟ^活塞頂部，其中壓力傳到連桿上。另一個(gè)是活塞連桿的高速移動(dòng)的慣性力， 沖擊著連桿。因此，分析的過程中，主要負(fù)載是最大燃燒壓力，柱塞單元的慣性力和連桿單元的慣性力。</p><p><b

8、>　?、偃紵龎毫?</b></p><p>　　燃燒壓力是由氣體燃燒引起的氣體壓力。壓力施加到活塞頂部，通過活塞銷傳到連桿的小端。氣體燃燒壓力可以通過公式 1計(jì)算出來。 </p><p>　　F=PgπD2/4 (1) </p><p>　　其中Pg為氣缸和氣缸的圓盤直徑壓力表壓力。</p><p><

9、;b>　?、谥麊卧獞T性力 </b></p><p>　　活塞裝置由活塞，活塞環(huán)，活塞銷與活塞銷卡簧構(gòu)成。活塞單元的質(zhì)量是所有的部件質(zhì)量總和。柱塞單元的慣性力集中在活塞銷上。并把它轉(zhuǎn)換為連桿慣性力。柱塞單元慣性力可以由方程2算出。</p><p>　　F1=mp R w2 （1+λ） （2）</p><p>　　其中mp 柱塞

10、單元質(zhì)量， R 是曲柄半徑，w曲柄的角速度，λ是曲柄連桿比。</p><p>　?、圻B桿單元的慣性力 </p><p>　　連桿裝置由連接桿柄，大端蓋，軸承殼，螺栓和螺母。連桿單元的質(zhì)量是由這些部分組成該連桿的質(zhì)量。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，我們使得復(fù)雜平面運(yùn)動(dòng)被分成兩部分。其中一部分集中在連接的小端，這被認(rèn)是與活塞的運(yùn)動(dòng)。另一部分集中在上連桿，這被認(rèn)為是與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與曲軸的大底。 連桿單元的慣性力由小

11、端倒數(shù)慣性力和大底旋轉(zhuǎn)慣性力。</p><p>　　小端的倒數(shù)慣性力由式3計(jì)算.</p><p>　　F2=m1Rw2(1+λ) (3)</p><p>　　大底旋轉(zhuǎn)慣性力由式 4計(jì)算。</p><p>　　F3=m2R（wλ)2 (4) </p><p>　　其中m1

12、是小端連桿的質(zhì)量，m2是大端連桿的質(zhì)量，R為曲柄半徑，</p><p>　　ω是角速度曲柄和λ為曲柄連桿比</p><p>　　連桿的分析包括以下兩個(gè)條件，最大拉伸條件和最大壓縮狀態(tài)。負(fù)載被施加到內(nèi)大端和小端的表面。分布式的方法是在二級(jí)拋物線軸向和余弦在內(nèi)外方向。 </p><p>　　安全系數(shù)由公式（5）計(jì)算：</p><p>　　n=

13、 (5)</p><p>　　其中，σ-1Z 是屈服極限，σais應(yīng)力幅值，εσ“是表面粗糙度，φσis疲勞 壽命系數(shù)和σmis平均應(yīng)力。</p><p><b>　　4結(jié)果與討論</b></p><p>　　應(yīng)力分布及最大拉伸條件下連桿的變形示于圖2。該結(jié)果表明，連桿的小端的油通孔柄是最大拉伸條件下的暴露破壞性的位置。最大伸展?fàn)顟B(tài)下

14、最大應(yīng)力值69.4MPa，最大變形值是 0.0168毫米。</p><p>　　在最大壓縮連桿的應(yīng)力分布和變形 狀態(tài)示于圖3。該結(jié)果表明，小端的油通孔連桿柄是在最大壓縮暴露破壞性的位置條件。最大應(yīng)力值是371兆帕，最大壓縮狀態(tài)。最大變形值是0.149毫米。 </p><p><b>　　5結(jié)論 </b></p><p>　　在最大壓縮狀態(tài)和最大