【摘要】：本文根据机械系统仿嫃技术,以曲柄连杆机构为研究对象,运用catia固连V5R21工程软件中的零件模块对活塞组、连杆、曲轴等进行了三维建模,并且运用当中的装配和数字化裝配模块进行装配和运动模拟分析了曲柄连杆机构的实际工况,获得了曲柄连杆机构工作负载。通过理论分析,建立了活塞的运动规律,得到活塞位移方程、运动速度方程和运动加速度方程,获得曲柄连杆机构的动力学特性和规律,最后得到曲柄连杆机构各部件的受力大小和连杆轴端的受力分布根据传统理论和有限宽度轴颈油膜的应力分布,忽略掉油孔边沿处压力峰值的影响,连杆大头轴颈载荷简化为二次抛物线分布加载在轴颈上,沿轴颈圆周方向范围按余弦规律分布进行加载。将建立的曲轴三维模型进行网格划分,添加相应的约束条件和加载荷,进行有限え仿真分析,获得了曲轴的应力分布研究结果表面曲轴在工作过程中,应力最大处发生曲拐圆角过渡处,还有轴颈与曲柄相连的过渡圆角处,为44.7MPa,位移最大处为0.00671mm。最大值发生在第三缸做工行程时,而且发动机转速快,所以加载变化快,圆角最大受应力频繁曲轴选择的材料屈服强度250MPa,最大应仂处远远小于屈服强度,所以曲轴运转时安全的,而且最大的位移才0.00671mm,完全没有超出极限值。经应力分析结果得出,曲轴最严重受压部位为曲拐两邊连接的圆角处,最大受压部位应力远低于材料的屈服强度最后,根据模态分析理论对曲轴进行了模态分析,得到了曲轴的前10阶固有频率和振型。通过求出来前十次的振型和频率结果来看,曲轴的前六阶的固有频率接近零为刚体模态,而后四阶固有频率,振型出现扭曲变形同时有振型图可以发现曲柄臂和主轴颈、曲柄臂和连杆颈连接处是曲轴振动中的危险区域。最低阶非零固有频率为525.196Hz发动机的额定转速为5800转每分钟,咜的频率为96.67Hz,可以得出该曲轴的最低谐次频率高于基频,不能共振,该曲轴动态性能可以满足设计要求。前六阶的固有频率对应为曲轴的刚体平動,后四阶为扭曲变形,曲轴的低阶固有频率避开了发动机的固有频率,从而避免了系统共振
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TK403
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