【摘 要】
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曲轴是柴油发动机最重要的部件之一,也是承受载荷最大的部件之一,曲轴的尺寸大小等参数直接影响着柴油发动机整机的尺寸大小和重量,并且在很大的程度上也会影响柴油发动机的
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曲轴是柴油发动机最重要的部件之一,也是承受载荷最大的部件之一,曲轴的尺寸大小等参数直接影响着柴油发动机整机的尺寸大小和重量,并且在很大的程度上也会影响柴油发动机的性能和可靠性。随着发动机技术的不断进步和完善,曲轴的工作条件也越来越恶劣。曲轴作为柴油发动机的重要部件,承受着周期性变化的复杂载荷作用,经过理论分析和实践表明,中小型柴油发动机曲轴的破坏形式在一般情况下主要呈现弯曲疲劳破坏。而一旦曲轴发生失效,就极有可能引起柴油机内部的其他零部件也相继产生破坏作用。因此对于整体式多缸柴油机的曲轴,如何比较准确地得到曲轴各部分的应力应变的大小、曲轴变形分布情况等,对于本文所讨论的直列六缸柴油机曲轴的设计和改进是很重要的。本文对直列六缸柴油发动机曲轴进行了总体的结构设计,对柴油机曲轴进行了平衡性分析,在分析的基础上确定了计算曲轴静平衡、动平衡的有效方法；将所设计的六缸发动机曲轴用Pro/E三维软件进行三维建模,根据曲轴设计相关参数及理论公式,仿真分析了曲轴的运动特性,并得到曲轴各受力情况随其旋转运动的变化图；将Pro/E三维建模软件与ANSYS有限元分析软件进行无缝关联连接,在Pro/E三维建模软件中所建立的模型直接关联导入ANSYS软件中,进行合理的预处理分析,采用合适的单元与材料属性,对曲轴受力分析并确定合适的静载荷情况进行力和力矩的施加,对曲轴支撑部分进行相应的刚性约束与弹性约束,对曲轴进行静力分析与模态分析。在静力分析中求解最大静力载荷作用下曲轴结构的位移和应力,在模态分析中计算结构的固有频率和模态,并探讨曲轴的频率对柴油机振动的影响情况；在本文的最后应用ANSYS有限元分析软件中的结构拓扑功能,得到曲轴拓扑伪密度曲线及目标函数与约束关系曲线,对曲轴进行初步的拓扑结构分析,得到概念设计模型。
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