某柴油机后吊耳强度分析

某柴油机后吊耳强度分析某柴油机后吊耳强度分析 吴志鹏 广西玉柴机器股司工程研究院 广西 玉林 537005 摘 要 应用 Abaqus 软件 模拟某柴油机后吊耳在承受发动机和变速箱重量的强度情况 分析判断该吊耳结构设计是否合理 关键词 Abaqus 后吊耳 强度 1 前 言1 前 言 在通常的有限元分析中 绝大多数采用线性方法分析 但是这种情况在出现接触的时候局部会产生较大的偏 差 在本计算中 采用接触非线性的算法进行计算 2 后吊耳有限元分析过程 2 1 建立有限元模型 2 后吊耳有限元分析过程 2 1 建立有限元模型 本计算针对后吊耳进行强度分析 计算模型包括 前吊耳 后吊耳 螺栓 2 颗以及缸盖部分 变速箱重 90KG 左右 包括润滑油 发动机的质量 300kg 发动机及变速箱重量采用在其质心位置创建 MPC 在吊链交点施加等 效力模拟 吊链采用 Truss 单元模拟 模型利用 Hypermesh 软件划分网格 在 Abaqus CAE 软件里面施加边界条件 由 Abaqus 求解器进行求解 网格单元为 C3D10M 表 1 计算模型单元数和节点数 零 件数 量单元数节点数 前吊耳11254522043 后吊耳162898101698 螺栓21275220970 缸盖部分11935331294 后吊钩15751111 图 1 后吊耳等网格模型 表 2 分析中各零件的材料特性 零 件材 料弹性模量 MPa 泊松比 前吊耳Q235 A2 06 10 5 0 28 后吊耳Q235 A2 06 10 5 0 28 后吊钩STEEL2 06 10 5 0 30 螺栓40Cr2 06 10 5 0 28 缸盖部分HT2501 2 10 5 0 27 2 2 边界条件2 2 边界条件 所有螺栓头部与被紧固件的接触面 所有螺栓螺纹与接触的螺纹孔用 Tie 连接 吊耳与气缸体部分全部用 Slide 连接 在 Slide 接触中 钢与铸铁的磨擦系数值取 0 3 钢与钢的摩擦系数取 0 15 即吊耳与缸盖之间的 摩擦系数取 0 3 螺栓与吊耳之间的摩擦系数取 0 15 两边吊链取一个夹角为直角进行计算 计算坐标系 X 坐标用从发动机变速箱重心指向吊链交点来定义 即重力反方向 前后吊勾对前后吊耳作用点 与发动机变速箱重心以及吊点在同一平面内 发动机变速箱重心点全约束 与前后气缸体中间面用 MPC 连接 用 一垫块模拟吊钩 用 tie 与后吊耳接触 如图 2 所示 图 2 有限元全模型 M10 的螺栓预紧力 27500N 发动机变速箱实测净重 390kg 加上油 水再适当的取大点安全系数 本计算取 450kg 在吊链交点处加一作用力 F 4500N 代替 方向为重心指向吊链交点 通过定义坐标 3 模型计算结果3 模型计算结果 Q235 钢材料的屈服强度 235MPa 抗拉强度 375 500MPa 计算得到原模型后吊耳的应力云图分别见图 3 4 图3后吊耳等效应力云图 图4 后吊耳拉应力云图 通过应力云图可以很直观的得到原模型后吊耳的应力分布情况 最大等效应力和最大拉应力点都发生在如图 所示的弯角处 过滤掉虚应力后 可以看到后吊耳最大等效应力约为 215 4MPa 小于 Q235 材料的屈服值 235MPa 最大拉应力约 209 1MPa 小于 Q235 材料的抗拉值 370 500MPa 因此该吊耳是安全的 4 结论4 结论 后吊耳的最大等效应力 215 4 MPa 和最大拉应力 209 1MPa 均低于该材料的许可应力 因此 该吊耳 在 吊链夹角为 90 度的情况下 是安全的 5 参考文献5 参考文献 1 接触非线性在有限元分析中的应用 赵明 ABAQUS 年会论文集 2