DEUTZ1013柴油机曲轴加工工艺规程设计
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DEUTZ1013柴油机曲轴加工工艺规程设计,DEUTZ1013,柴油机,曲轴,加工,工艺,规程,设计
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附录1：外文翻译基于ANSYS的一二缸曲轴谐波分析talikoti巴萨瓦拉杰医师研究学者 机械工程系。K. Pillai博士M.瓦大学工程媒体研究，新本韦尔，马哈拉施特拉，印度S. N. Kurbet博士教授和机械工程带头人。机械工程系。basveshwar大学工程系，Bagalkot，卡纳塔克邦，印度V. V. Kuppast博士教授在机械工程。机械工程系。basveshwar大学工程，Bagalkot，卡纳塔克邦，印度Arvind M. Yadwad教授，机械工程系副教授，国家工程mysore-570008，卡纳塔克邦研究所，印度摘要曲轴是内燃机的主要部分，它在汽车工业中起着举足轻重的作用。由于曲轴的失效造成巨大的损失，其市场的稳定和可靠运行是非常必要的。谐波分析有助于我们确定曲轴在不同时变载荷下的行为。这将是获得曲轴优化设计使其可以耐用，因此便于发动机有用。关键词曲轴；振动；ANSYS；谐波分析；应力；变形。1、 引言 曲轴的主要目的是获得往复运动的旋转运动。曲轴在其整个工作过程中，既承受弯曲，又承受弯曲振动和应力，因为它承受连接到它的部件的连续载荷和由于气体燃烧所引起的应力。在环境污染和栖息地的相关问题如噪声上升，在设计师的一个恒定的压力产生生产低NVH水平发动机的轻量化部件。此外，随着现代化的高速引擎的必要性。因此，设计者必须处理的速度，重量，效率之间的权衡和开发发动机曲轴。结构的谐波分析有助于发现由于应力引起的结构几何形状的不同位置通过谐波负载变化。得到的频率分析，可以得到在不同频率的峰沿应力和变形和危险的振动频率可以得到。在这曲轴可以防止有害振动，从而损坏。谐波分析可以使用三种方法：满，减少和模式叠加，后者是最有用的，因为它可以用于进一步复杂的瞬态动力学分析 1 - 12 。2、 文献综述谐波分析可以带来优势时使用应力计算 15 。在 16 ，谐波分析进行了动态扭矩的评估试验模型。曲轴的瞬态研究做监督结构的谐波响应扭转变形 17 。的惯性转矩谐波对曲轴进行了扭振分析变形 18 。在具有较长的曲轴发动机的高次谐波可以达到扭转频率，由此产生在曲轴的 19 故障。在 20 中，采用模态叠加法对板进行瞬态动力分析。利用谐波分析法计算总变形、应力、刚度的稳态值（20）。模态叠加法比完整的模式更好的假设的数量较少，它需要更少的时间执行 20 。附加的组件的影响，如飞轮的曲轴也可以通过谐波分析发现。3、 工艺谐波分析的过程主要是通过模态分析，几何和结构相关的数据可以直接导入谐波分析完成后的模态分析。谐波分析的基本上都会给出频率响应会提醒用户关于频率范围在曲轴必须操作和分析也将描述在简谐振动载荷在曲轴的行为。 图1 项目示意图1. 导入几何体 曲轴的几何形状导入ANSYS Workbench 2 。根据要求提供的曲轴结构细节。 图2 曲轴几何体图3 在ANSYS Workbench中看到的结构细节杨氏模量和体积模量的值应给予适当的照顾，因为它决定了如何灵活的结构将被视为输入。因此，材料的曲轴也起着重要的作用，在这里，作为属性如图3所示。会发生变化，这反过来又会影响曲轴产生的变形量。2. 啮合几何导入后，它是网状的，这样的分析可以在每个网格上进行。啮合基本上是有限元分析，其中给定的几何形状被打破成有限数量的元素和每个元素被分析的所有的振动参数，如应力，变形的位移的形式等。图4 网状结构的元素的数目的结构是28874和节点的数目是50281，进一步的细节被描绘在如图所示图5 在ANSYS Workbench中看到的网格细节3. 模态边界条件在开始谐波分析之前，主要步骤是必须执行的模态分析，其中假定的边界条件如图6所示。 图6 曲轴分配的边界条件4. 模态分析结果-总变形模态分析的结果显示10种模式在10个不同的频率的总变形。在这些频率下，曲轴的不同部位有相当数量的应力和变形。图7 在ANSYS工作台中显示不同频率模式的图表图8 模频图5. E. Harmonic响应-分析设置模态分析的执行后，该结构的谐响应可以计算出谐波负荷变化。分析设置定义使用的谐波分析方法的类型，即，模式叠加。边界条件的定义，它代表的力作用在不同的负载点。图9 在ANSYS工作台中看到的分析设置图10 显示不同作用力作用的边界条件（红色）6. 调和分析结果-总变形和等效应力谐波分析表明，最大变形和最大应力出现在曲柄销，连杆和活塞缸最大负荷中心的结果。 图11 曲轴总变形图12 变形的细节如ANSYS Workbench所示 图13 曲轴等效应力等效应力所产生的对曲轴的结构是在曲柄销中心更。最大位移为66 Hz时位移最大。冯米塞斯应力也计算给出的标准，决定材料是否会导致失败与否。图14 图表中显示应力细节图7. 谐波分析结果-定向变形 图15 曲轴定向变形图16 在ANSYS Workbench中看到的总变形、应力的详细信息8. 谐波分析结果-频率响应频率响应决定了频率对曲轴结构的危害，就像曲轴在该频率下振动一样，它很容易损坏。 图17 频率响应谐波分析结果-相位响应相位响应显示的相位的变化，尽快获得的最大振动频率。因此，这是匹配的振动特性，这是一种振荡，其中，达到峰值后振荡下降阶段的变化，再次上升阶段的变化，以达到峰值。 图18 相位响应图19 包括力响应的相位响应结论因此，谐波分析可以用来分析曲轴的行为，得到的频率响应和从总变形和应力得到的结果。在频率响应中得到的频率是临界频率，如果曲轴在这些频率下连续运行，就会导致曲轴的连续变形，从而导致曲轴断裂。此外，这项工作可以提高通过使用瞬态动力学分析，这是下一阶段的谐波分析。引用1 Zissimos P. Mourelatos, A crankshaft system model for structural dynamic analysis of internal combustion engines, Vehicle Analysis and Dynamics Lab, Elsevier Science Ltd., June 2001. 2 Tata Motors Limited, Mahindra and Mahindra Ltd. 3 Priya. D. Shah, Prof. Kiran. K. 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