曲轴圆角应力的影响因素

利用有限元分析的方法,详细讨论了单缸柴油机曲轴的曲柄形状对曲轴最危险截面应力的影响,通过多种设计方案的计算比较,使曲柄圆角处的应力峰值下降11.25%。其中,一种设计方案已用于S1115X120单缸柴油机,并在大批生产中得到验证,证明该方案是行之有效的。

曲轴电磁感应淬火残余应力模拟及对圆角应力影响的分析

过渡圆角处应力集中现象是曲轴疲劳断裂的主要原因之一,利用局部表面强化工艺产生残余应力的方法可有效提高曲轴疲劳强度。针对上述问题,本文使用有限元方法模拟了曲轴感应加热、快速冷却、产生残余应力的整个淬火过程。通过对某曲轴单拐淬火前后圆角处的应力状态进行模拟,定量比较了残余应力对过渡圆角处应力的影响,为曲轴的抗疲劳设计提供参考。

结构尺寸对曲轴颈圆角应力影响的有限元分析研究

本文用三维有限元方法计算曲轴应力,研究了曲轴结构尺寸的改变对曲轴轴颈圆角应力的影响,提出了降低圆角应力的有效措施,为合理地设计曲轴提供了理论依据.

发动机曲轴阶梯形圆角结构优选

当发动机曲轴受到周期性的循环载荷影响时,曲柄销圆角处会产生过大的应力而易引起疲劳裂纹。为了降低曲柄销圆角处的应力并提高曲轴的疲劳寿命,设计优化阶梯形圆角来降低曲柄销圆角应力。文章先对曲柄连杆进行多柔体动力学仿真,得到曲柄销处的载荷谱;然后基于RSM(Response Surface Methodology)建立以曲柄销圆角应力最小为优化目标,以R 1、R 2、H为设计因子的优化模型,并对优化模型进行求解。通过优化模型的对比分析发现,阶梯形圆角可以有效地降低曲柄销圆角处的应力值,减小了圆角处因应力过大而过早产生疲劳失效的可能性,所研究内容对曲轴圆角结构设计具有一定参考价值。

阶梯形圆角对曲轴应力优化作用的研究

利用ANSYS对某型号V型12缸柴油发动机的曲轴进行整轴的有限元分析,研究其在所有选定危险工况下的应力大小、应力分布,以及变形情况.对各工况下最大应力的大小、分布位置进行总结和讨论,并对曲轴存在的危险性进行预测.为了优化曲轴结构强度,提出了利用阶梯形圆角结构对该曲轴进行圆角应力优化,通过对比其与普通圆角结构对应力的影响,发现圆角参数取中间值时,整轴应力峰值最小,与普通圆角比降低45 MPa,且对应力分布也有一定改善作用,证明这种圆角可以得到较明显的优化圆角应力的作用.

重型轧机联轴器圆角应力集中引流拓扑优化

圆角应力集中是重型装备频繁开裂的一个重要原因。基于应力引流思想,以轧机联轴器为对象,通过拓扑优化技术解决其圆角应力集中问题。建立了联轴器的三维有限元模型,并对其进行了应力分析,表明应力最大部位集中在槽口根部的3个圆角交汇处。对此,根据应力引流思想,将滑块安装槽圆角及内圆柱面定义为优化设计区域,其他部分为非设计区域,以柔度最小作为优化目标,以圆角应力点的最大应力作为约束条件,对叉头圆角进行拓扑优化,得到一个近似槽状的拓扑结构。根据拓扑优化的结果对圆角进行了重新设计以及对比分析。结果表明:优化后圆角交汇处最大应力减少了约100 MPa,降幅达20%,说明应力引流对于改善圆角应力集中效果明显。

基于ANSYS Workbench的曲轴圆角形状及其下沉量的研究

以某柴油机曲轴为研究对象,利用ANSYS Workbench软件计算分析了曲轴采用光滑圆角时的应力分布,通过改变圆角的形状、半径及下沉量的大小,分析对曲轴强度的影响,从而为圆角滚压工艺选取曲轴圆角参数奠定了理论基础。

基于有限元的炮尾结构优化设计

以传统炮尾结构为基础,参考几种不同的圆角,寻求降低圆角应力的方法,结合台阶式炮尾结构,利用有限元分析软件和ISIGHT优化软件,运用二维模型代替三维模型的方法,节省时间,提高效率,对相关参数优化处理,在一定的条件下,降低圆角应力,解决圆角应力过大而使炮尾疲劳断裂的问题。

有限单元法的工程应用

介绍利用有限元分析方法解决力学问题时所遇到的一些问题,以及解决方法。以实际工程案例对利用有限元对非对称结构问题、圆角应力敏感问题以及标准件连接问题进行分析时应采取的具体方法进行了说明,指出尽管目前有限元方法能够对很多传统解析法难以解决的问题给出较准确的分析结果,但有限元方法仍有很大局限,设计师应在掌握有限元基础理论的基础上,将有限元方法与实验及解析法相互验证,以便得到有限元校验规范,确保有限元分析结果的准确。

Interaction of a circular cavity and a beeline crack in right-angle plane impacted by SH-wave

The problem of scattering of SH-wave by a circular cavity and an arbitrary beeline crack in right-angle plane was investigated using the methods of Green's function,complex variables and muti-polar coordinates.Firstly,we constructed a suitable Green's function,which is an essential solution to the displacement field for the elastic right-angle plane possessing a circular cavity while bearing out-of-plane harmonic line source load at arbitrary point.Secondly,based on the method of crack-division,integration for solution was established,then expressions of displacement and stress were obtained while crack and circular cavities were both in existence.Finally,the dynamic stress concentration factor around the circular cavity and the dynamic stress intensity factor at crack tip were discussed to the cases of different parameters in numerical examples.Calculation results show that the crack produces adverse engineering influence on both of the dynamic stress concentration factor and the dynamic stress intensity factor.

柴油机搭叠曲轴的应力和变形──第1部分:试验结果

对采用并列连杆的5种搭叠曲轴每种的一节环氧树脂模型施加纯扭转或纯弯曲负荷，所考虑的弯曲应力是由连杆力的径向和切向分量产生的，另外，还考虑了纯径向弯曲以及由于主轴颈位移造成的径向弯曲。光弹冻结应力循环之后，测定了曲柄销和主轴颈圆角的变形和应力。确定了高应力的圆角区表面的主应力。在曲柄销和主轴颈的每一个角位，获取了最大主应力的大小、子午线位置及方向。在扭转条件下，这些最大值与角位的关系相当固定，而在弯曲条件下，则如同简支架受弯一样，呈线性改变。试验结果用基于与曲柄销等直径的棒料标称应力的应力集中系数表示。