【基于UG软件的曲轴连杆机构有限元分析13000字（论文）】

PAGEPAGE10基于UG软件的曲轴连杆机构有限元分析目录TOC\o"1-3"\h\u24528基于UG软件的曲轴连杆机构有限元分析 1230061绪论 137661.1研究背景和意义 132231.2国内外研究现状及发展趋势 3280121.3本文主要研究内容 5277662有限元分析法简介与软件介绍 7143132.1有限元法简介 7133832.2UG软件介绍 8147782.3有限元分析方法一般求解思路 9137353QC4J1柴油发动机零件的三维建模 10269453.1曲柄连杆机构的建模 10132513.1.1活塞连杆组的建模 10209903.1.2曲轴飞轮组的建模 12135633.2机体组的建模 16282043.3 1827034部件装配和仿真模拟 18210454.1 1817314.2进行运动仿真模拟 19247764.2.1设定运动副和运动程序 19238394.2.2设定运动程序 20134594.3进行运动学分析 22178484.4 2453685连杆的有限元分析 259255.1连杆3D绘制 25136165.2有限元分析 27122585.2.1 27147765.2.2连杆受力分析 27301825.2.3三维模型建立 2876795.2.4 2947935.2.5 3193895.2.6有限元分析 38145505.3 411绪论研究背景和意义自二十世纪中叶内燃机发明以来，以燃油为动力的各设备在每个行业的应用日益增长，如汽车、船舶等重型设备。在现阶段，柴油机在效率和能量利用率的各项指数都远超汽油机和燃气轮机。并且基于目前各行业的趋势，柴油机在未来的一段时间还将继续发展，有着广阔的前景。然而，在日益严峻的环境和节能减排指导方针下，对柴油机的效率和效率提出了更严格的要求。对环境保护的持续追求，温和的美丽和经济，迫使我们不断优化和改进柴油发动机的部件。这就需要更高、更准确的柴油设计和生产标准，以满足新的排放标准和更高的能源效率。曲柄连杆机构作为柴油机最为主要的机构，其主要功能就是实现发动机工作循环、完成能量的转换以便于输出动力。连杆把施加在活塞室上的气体爆发力传递给了曲轴，活塞销连接了连杆小头和活塞，而此时连杆大头还在旋转，整个连杆运动就是这两种往复和旋转运动的复合[1]。曲柄连杆机构是发动机的核心机构，它不仅要在高温高压的环境下工作，还会受到时刻改变热力负荷和力学负荷，工作的场所十分的严峻，曲柄连杆机构的零件的一旦有破坏或失效，都会极大的影响发动机的寿命、可靠性。如果想要在提高柴油机经济性能的同时还要减轻柴油机排放的污染，对柴油机曲柄连杆机构进行优化也十分重要。如果可以通过建模得知其大概运动规律和其所受的应力应变，设计出符合目标运动规律和结构强度的曲柄连杆机构，就已经成功了大部分。目前,国内生产的发动机,不少是通过测绘仿制转入批生产的。发动机测绘工作实际上是测绘设计工作,是一项十分复杂的工程。在这个工程活动中,标准化工作是其重要组成部分,对保证测绘设计的顺利完成,有着举足轻重的作用,并有着它自身的规律和特点。现代企业的设计、生产、制造模式正朝着信息化方向快速转变,三维实体设计受到了越来越多的企业欢迎,二维机械图样不再是工程界唯一的技术语言,三维实体设计技术逐步成为工程技术人员必备的一种现代技能。在生产实践中测绘是获取技术资料的一种重要途径和方法,常用于引进机器设备的仿制、对现有机器设备进行维修或技术改造时。而且可以减这使得当设计者在设计柴油机时，会有一个更深入设计观，以方便进一步改进零部件，使柴油机各零部件、结构会更加优化，而且提高各零部件的结构强度和寿命，减少对环境的污染，使柴油机更加广泛的使用。本文将通过QC4J1，再再利用UG柴油发动机的性能参数，使其能进一步成为优化柴油机结构的依据，进而研发出，结构更为合理的柴油机零部件，借此延长柴油发动机各零部件使用寿命，最终让柴油发动机在市场上更加具有竞争力，得到更为广泛的应用。国内外研究现状及发展趋势[2。总结出一套可以将有限元分析与其他分析技术相结合，以得出曲柄连杆机构的受力和运动规律的研究方法。ElementMethod）应势而出。改变了原有设计模式，将产品分析验证的过程提前到产品生产之前，降低了产品不合格的几率，大大提高产品设计效率。我国有限元思想最早是由我国数学家冯唐提出，也是在五十年代，几乎和国外同步，但是由于计算机技术和国家形式的限制，我国的技术发1975在国外，有限元技术在柴油机设计中的应用还很早，一些企业建立了以有限元为核心的CAE研究中心，作为世界上主要的柴油机制造商，有限元技术在柴油机生产中的应用，如小零件如橡胶、密封圈或曲轴、连杆、缸体等大零件。[6]。国内外对曲柄连杆机构的研究主要包括：强度分析、应力分析、可靠性分析、动态响应分析和优化设计[7]。由于曲柄连杆机构的关键特性，连杆机构的结构分析、应力分析和模态分析已成为发动机领域的研究热点。然而，随着计算机技术的发展，三维模型在有限元分析中的应用越来越广泛，分析结果也越来越准确，更符合实际情况。到目前为止，许多设计人员使用ANSYS和CATIA软件对曲柄连杆机构进行设计和分析。本文所使用的UG软件是一个集数字化建模与验证于一体的产品设计软件。它具有造型、绘图、高级仿真等功能模块，也可用于有限元分析。一般来说，装配分析有两种：一种是考虑刚度和强度传递对零件的影响，另一种是对非分析零件进行一定程度的简化。另一种是对装配进行分析，了解整个系统的性能[8]。由于连杆运动的复杂性，曲柄连杆机构的连杆分析属于第一类分析构件。本文将接触算法与有限元法相结合，对连杆进行了有限元分析。1997年，翁德兴将有限元分析与接触算法相结合，对连杆机构进行了分析[9]。随着计算机技术的发展，有限元处理前后的功能不断完善，接触分析与有限元算法相结合的分析方法越来越流行。对于曲柄连杆机构的研究，有限元方法可以由简单的方法改进为复杂的方法。首先，连杆的分析是一个一维模型，在这个模型上加上各种载荷和力来获得连杆的特性，然后慢慢发展成一个基于这个理论的二维模型，可以实现三维模型的有限元分析。详细分析了连杆衬套的过盈配合及衬套与螺栓的预紧力。在N485柴油机连杆的研究中，由于工艺的限制，选用四分之一的连杆，施加四分之一的载荷进行有限元分析。减少了有限元分析的次数，得到了准确、快速的危险工况下的应力分布结果[11]采用刚性约束和弹性约束来模拟曲柄（或曲柄销）与连杆大端的接触。此外，不同的约束会导致不同的结果[12]。2005年，魏耀兵、聂文忠在曲柄连杆机构的虚拟建模、虚拟装配和运动仿真中发挥了重要作用。为了获得连杆在实际工况下的疲劳寿命，采用循环加载法研究了连杆疲劳强度随时间的变化规律，得到了连杆在工作过程中任意时刻的动态应力场。从而大大提高了静强度研究的能力。[14]。将虚拟样机技术与有限元技术相结合，在理论分析和仿真分析的基础上，对曲柄连杆机构的运动和受力进行了分析，为优化设计和缩短设计周期[15].应用有限元方法，建立了考虑结构接触非线性因素的主连杆应力计算有限元模型得到了主连杆的特性，对主连杆的多轴疲劳强度进行了试验研究，并对主连杆的结构强度进行了评价，理论结果与实际相符[16]。连杆的精确有限元分析由于其精度高、方便等优点，越来越受到人们的重视，因此，连杆对缸体、缸盖、缸盖的有限元分析就显得尤为重要。为柴油机结构的优化提供了一种有效的方法。虽然有限元分析（FEA）在发动机上得到了广泛的应用，但仍存在一些不足和需要改进的问题，未来的发展方向也将集中在这些方面。问题，主要问题如下：1.在有限元分析中，虽然大多数软件采用自适应H法和P法，但由于有限元网格与计算精度之间缺乏定量关系，难以满足某些模型的要求。由于缺乏对网格密度与计算精度关系的理论支持，因此，对网格密度与计算精度关系的研究具有重要意义。2.发动机零件装配的工作环境十分复杂，一方面由于自身的原因，有限元网格的自动剖分一般都是四边形结构，有时精度难以达到，另一方面由于有限元网格另一方面，边界条件，特别是在动力分析和温度场分析中，很难完全理解。3.由于发动机零部件大多是由新材料制成的，如新合金、新陶瓷等，因此大多数材料的力学性能都很差。新的结论是不够的，因此结论也不准确和不准确。4.有限元分析设计需要大量的迭代过程，迭代过程需要重构模型，增加计算量，这对计算机硬件提出了更高的要求。软件的性能，在模型重建过程中存在一些问题，而且在发动机零部件的有限元分析中，高精度有限元理论并不常见。[17]本文主要研究内容本文将通过QC4J1，再再利用UG柴油发动机的性能参数，使其能进一步成为优化柴油机结构的依据，进而研发出，结构更为合理的柴油机零部件，借此延长柴油发动机各零部件使用寿命，最终让柴油发动机在市场上更加具有竞争力，得到更为广泛的应用。UG软件对柴油机的曲柄连杆机构进行分析，通过对全柴QC4J1柴油发动机的连杆机构的运动机理。本文主要研究计划如下：1、柴油机拆装QC4J1量柴油机零部件尺寸并记录，以用于接下来的三维建模。2、绘图建模UG为接下来的装配过程和分析过程做好准备。3、装配零件UG为接下来的仿真模拟和分析过程做好准备。4、仿真模拟和动力学分析观察实际生活应用是否符合，进而来判断动力学分析过程的合理性。5、有限元分析对曲柄连杆机构中的易损件--连杆进行有限元分析，以判断连杆在高强度工况下长时间工作受到的最大应力和最大应变，找出连杆的易受损部分，观察实际生活应用是否符合，进而来判断有限元分析过程的合理性。

2有限元分析法简介与软件介绍2.1有限元法简介有限元分析是化工工程、机械工程、土木工程、车辆工程、航空航天、船舶制造等工程设计内容中的基本组成且不可或缺的部分,它具有及其快捷和十分磁学等相当一部分工程领域的难题,现如今，它已经成为大部分科研工作者在解决实际工程应用中问题时的强力工具并在实际运用过程中解决了相当一部分的工程应用问题,[16]并凭借此成为了推进科技进步的工程实际应用中,大多数人都将有限元分析法作为工程设计的必要环节。在现今的工程技术领域中,要进行静力学和动力学性能分析,往往只有少数的力学问题或规则场的问题可以很方便地写出它们的基本方程和边界条件,但是对于现在越来越多的复杂结构,例如说复杂几何结构、复杂载荷作用、复杂支撑约束等,有时候因为构件的不规则形状，导致无法用简单的数学式来描述,很难求出解析解。这类工程问题通常有两种解决途径，一种是对复杂问题进行简化,刨除无法分析但是对结果影响不打的部分,使之最终达到可以用解析法求解的要求。但是由于这种方法使用了太多的假设和简化,所以计算出来的结果是问题在简化状态下的近似解,也因此会因为假设条件的引入导致误差过大,甚至出现错误结果,自然对于一些需要高精度的项目是达不到要求的。另一种方法是保留原分析材料的结构特征和其受力的复杂性,尽可能的保留原有问题的实际工况,在保留复杂性条件下，同时利用数值方法，求得所需要求出问题的近似解。有限元分析作为目前应用最为广泛并且最为有效成功的方法，在多种数值运算方法中脱颖而出。[17]有限元法也被称为有限单元法或者有限元素法,它将连续的结构离散化为多个有限的单元，并在每个单元设置有限数量节点，连续体被视为在节点处连接单元集合。在每个单元中的近似函数是由未知场函数的总和组成。将所选场函数节点值作为基本的未知数，并在每个单元中采用近似的插值函数表示该单元中场函数分布规律。然后，利用一定变分原理建立寻找未知节点有限元方程，并将连续域的有限自由度的问题转化成离散域中有限度的自由度问题。通过变分原理或加权残差法求解原问题的数学模型方程、代数方程或常微分方程，其基本思想是从全局到局部，然后从局部到通过局部逼近得到全局近似解。有限元理论证明，当单元足够小，网格足够小时，近似误差趋于零。2.2UG软件介绍UG（UnigraphicsNX）SiemensPLMSoftware公司在1969年出品的一个新兴型的产品工程解决Unigraphics针对用户虚拟产品设计、工艺设计的需求，提供了经过实践验证的解决方案。UG也是用户指南（userguide）和普遍语法（UniversalGrammar）的缩写。UG（UnigraphiscNX）是集CAD/CAM/CAE为一体的三维的基与机械设计的平台，也是目前世界上最为先进的计算机辅助设计和分析制造的软件之一。UG技术已在世界范围流行，它已广泛应用于航空，航天，汽车，模具与电气电子工业等各类生产行业。它可以完成整个产品数据的设计、分析、处理、测试和管理。它提供了强大的实体建模技术，提供了有效的表面构建能力，并能够完成最复杂的模型设计。它最初是基于工作站的，但随着PC硬件的发展和个人用户的快速增长，PC应用已经达到了快速增长，成为了3D设计在模具行业的主要应用。UG软件是在20世纪中叶基于C语言完成的一种方便的分析模拟软件。UGNX是一个在多维空间无结构网格上使用多重的网格开发的一个数值求解偏微分方程的软件工具。而UG上的有限元分析作为一种用于解析难以描绘的边界的一种技术手段，无论是平面或立体，从静态或动态，从固体或流体，有限元分析方法都可以作为一种解决大量问题的有力工具[4]。2.3有限元分析方法一般求解思路有限元分析方法是一种高效能、常用的数值分析方法。在科学计算领域中，需要求解各类不同的微分方程，而许多微分方程中的解析解很难得到，但是使用有限元分析方法将微分方程离散化后，可以编制程序，使用计算机作为辅助求解。有限单元法是一种具有工程实用价值的分析方法。精确的数学逻辑，清晰的物理概念，理解和掌握，以及广泛的应用可以解决和解决他们在工程实际应用中遇到的复杂问题。有限逼近法的基本思想是数值近似和分段。在有限元素出现之前，机械和工程问题中的所有微分方程问题都只能通过简单的分析来解决。这种方法对数学的要求繁重、繁琐、复杂，当工程问题过于复杂，或实际结果与实际情况存在显著差异时，无法得到分析结果。有限单元法将复杂结构划分为有限数量的单元，然后将这些理想和力学方程施加到每个单元上，将一般结构方程通过单元装配组合为结构刚度，通过边界条件和其他限制性约束释放结构总反力。在分析问题和有限元时，整体求解过程如下:1)对目标进行结构离散:根据分辨面积的几何形状和所需的计算精度，将复杂的几何模型或立体模型问题分解为有限建筑和有限节点的求解，将其转化为小单元有限问题。这样，解决方法的积分就变成了每个单元格的积分。2)对每个单元进行分析:在建立语音位移(语音位移插值函数)的范围内，推导出位移、电压和电压的计算公式。3)综合分析:利用最小势能原理引入单元方程系统(平衡代数方程)，装配整个代数矩阵，在装配过程中，应用已知边界条件的另一组方程进行连杆处理。4)解方程组:求节点偏移值，求各单位应力和应变。

3QC4J1柴油发动机零件的三维建模进行性能分析时，因为曲柄连杆机构是柴油机的主要机构，主要的工作就是进行零部件的建模工作，并且在之后有限元分析都需要基于三维建模的基础上。随着InventorAutoCADUGUGUG（UnigraphiscNX）是集CAD/CAM/CAE为一体的三维的基与机械设计的平台，也是目前世界上最为先进的计算机辅助设计和分析制造的软件之一。UG技术已在世界范围流行，它已广泛应用于航空，航天，汽车，模具与电气电子工业等各类生产行业。UG，在产品设计和制造的每个环节均有应用，其中包括产品设计、分析和制造。UG图功能。还可以在产品没有生产之前进行模拟仿真、动力学分析、有限元分析，从而提UG软件在代代的版本优化UG1.0UG12.0，其功能不断完善，更加强大。使用UG支持许多种不同种类的数控机床。3.1曲柄连杆机构的建模曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组三部分组成[20]。依照测量出的数据，分别对活塞连杆组和曲轴飞轮组按照1：1比例进行三维建模。3.1.1活塞连杆组的建模活塞连杆组由连杆、活塞、活塞环、活塞销组成[20]。下面对连杆体、连杆大头盖、活塞进行建模。连杆体和连杆大头盖的三维建模UG绘制杆身截面图，利用拉伸命令将连杆大头、连杆小头连接。对模型进行适当修改，使用拆分体命令对连杆大头的适当位置用测量角度进行拆分，大的部分为连杆体，另外部分为连杆大头盖。进行适当修改，完成连杆体与连杆大头盖的绘制。因为连杆为有限元分析重要部件，第五章将详细说明。31连杆体和连杆大头模型图活塞体的建模UG软件，新建建模文件图3.2活塞头模型图3.活塞销的建模打开UG软件，新建建模文件。根据尺寸绘制空心圆柱体作为活塞销。图3.3活塞销模型图3.1.2曲轴飞轮组的建模曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮、曲轴正时齿轮、皮带轮及曲轴扭震减速器等组成[20]。下面对曲轴、飞轮、皮带轮、前后齿轮和后法兰进行建模。1.曲轴的建模UG图3.4曲轴模型图2.飞轮的建模打开UG软件，新建建模文件。根据尺寸绘制圆盘状物体，使用拆分体命令拆分各部分，适当调整位置。使用环形阵列进行打孔。并进行适量调整。完成飞轮模型绘制。图3.5飞轮模型图3.皮带轮的建模打开UG，新建建模文件。根据测量尺寸绘制圆柱体，使用拆分体命令拆分各部分，并调整其位置。并做出适量调整，完成皮带轮建模绘制。图3.6皮带轮模型图4.曲轴前齿轮的建模UG，新建建模文件使用齿轮命令，根据测量数据绘制齿轮，并做出适量修改，完成曲轴前齿轮模型的绘制。图3.7曲轴前齿轮模型图5.曲轴后齿轮的建模UG，新建建模文件使用齿轮命令，根据测量数据绘制齿轮，并做出适量修改，完成曲轴后齿轮模型的绘制。图3.8曲轴后齿轮模型图6.曲轴后端法兰的建模UG，新建建模文件根据尺寸建立圆柱体，在适当位置打孔，并作出相应修改，完成曲轴后端法兰模型的绘制。图3.9曲轴后端法兰模型图3.2机体组的建模本部分主要对机体组的主要部分：气缸体和汽缸盖进行建模1.汽缸体的建模UG，新建建模文件图3.10汽缸体模型图2.汽缸盖的建模UG，新建建模文件图3.11汽缸盖模型图3.3UG为接下来的装配过程和分析过程做好准备。4部件装配和仿真模拟4.141424.2进行运动仿真模拟4.2.1设定运动副和运动程序43444.2.2设定运动程序4546474.3进行运动学分析4844104.4本章使用UG软件对发动机零部件进行了装配。对装配后的零件组进行了仿真模拟，并对活塞进行了运动学分析。在对零部件进行装配之后，在运动仿真模块中设置连杆、运动副和运动程序，使其运动并生成了动画效果。并进行运动学分析，得出PAGEPAGE205连杆的有限元分析5.1连杆3D绘制通过UG12.0开始三维设计，双击UG12.0图标，点击“新建”，进入建模设计环境。点击“基准CSYS”，新建一个基准CSYS，按默认为WCS即可。点击“确认”。点击“草图命令”，选择X-Z基准面，进入草图绘制界面。使用圆、直线、尺寸标注等命令画出下图草图。图5.1UG连杆草图使用“拉伸”命令，拉伸出实体和求差出不要部位；图5.2UG连杆实体草图重复前面步骤，使用“草图”命令和“拉伸”命令，做出下图实体。图5.3UG连杆实体草图2点击“边倒圆”，为零部件倒圆角，点击“拆分体”命令，分割出连杆体和连杆盖。图5.4UG连杆三维建模点击“保存”，完成连杆的三维建模。5.2有限元分析5.2.1以某发动机连杆组为研究对象，简化了连杆组的连杆轴瓦、连杆小头衬套，主要考虑连杆主体、连杆盖以及起连接作用的连接螺栓，来进行有限元分析，其主要参数如表1所示。主要参数尺寸/mm连杆中心距192连杆大头孔直径73连杆小头孔直径40表4.1连杆主要参数5.2.2连杆受力分析发动机连杆工作时受到周期性变化拉力、压力和惯性等力的作用，受力情况非常复杂，总的来说包括以下几种。1螺栓预紧力连杆大头在螺栓预紧力作用下会发生变形，进而影响连杆大头处的应力分布，这种变形必须控制在合适的范围内。在螺栓预紧力的作用下，连杆的疲劳特性也会发生一定的变化。2装配过盈接触力连杆大头的轴瓦以及小头衬套和连杆安装时为过盈配合。装配过盈量会影响面压的大小，适当的装配过盈量可以抑制轴瓦、衬套与连杆之间的相对滑动。然而过盈量也会影响连杆应力的分布情况。3惯性力连杆在工作时承受着往复运动惯性力和它本身摆动运动时所产生的惯性力。在惯性力的影响下，连杆最大拉伸工况出现在接近排气行程终了上止点位置，这种惯性力会影响连杆大小头的变形及其应力的分布情况。4燃气压力燃气压力作用在活塞上，经过活塞销传递作用在连杆上。在燃气压力的影响下，连杆最大压缩工况在气缸最大爆发压力出现的位置。在这种工况下，连杆会发生很大的纵向变形，应力也有所增大。上述四种主要力相互作用，共同影响连杆的应力变化。5.2.3三维模型建立建模前可对计算模型进行合理简化，一些小的细节可不在模型中体现，如一些小的工艺孔、倒角等，这并不影响分析所要求的精度，既节省了时间，又减少了存储容量。应用NX软件高级仿真模块建立的三维模型主要包括连杆主体和连杆盖，在NX中无需建立螺栓连接实体模型，可以通过建立螺栓单元来施加载荷，这很大程度上简化了三维模型。图5.5连杆三维模型5.2.4对此模型采取四面体网格进行划分，并应用NX中特有的螺栓连接命令建立螺栓单元，此命令可以指定创建螺栓连接需要的所有信息，包括螺栓类型、关键螺栓尺寸以及为了螺栓建模而创建的梁和连接单元的属性。在“应用模块”下，选择仿真中的“前/后处理”命令，进入有限元分析模块。点击“指派材料”命令，为连杆指派材料，材料UG材料库中提供的为AISI_Steel_4340，密度为7850kg/m3，杨氏模量为193GPa，泊松比为0.284。图5.6选择材料点击“3D四面体”命令，为连杆进行网格划分。划分单元为5mm。图5.7划分网格图5.8网格划分点击“螺栓链接”命令，为两个部件设置螺栓链接，类型选用螺孔中的螺栓。设置好机头、攻丝和联接平面。正确选择杆单元和蛛网连接。图5.9设置螺栓连接5.2.5连杆在运动过程定义为如下载荷：（1）螺栓预紧力，对螺栓单元施加沿轴向的预紧力。（2）装配过盈接触力，通过计算给定了大小头的内孔面压力载荷。（3）极限压缩与拉伸载荷实际作用在孔壁的一半部位，呈余弦分布。为了简化分析，在大头孔、小头孔使用局部圆柱坐标系，施加径向的载荷近似于余弦载荷。（a）最大拉伸工况（b）最大压缩工况（c）螺栓预紧力（d）装配过盈接触力图5.10连杆所受载荷示意图点击“激活仿真”命令，激活仿真。根据调查分析，连杆所受载荷选用下面数值。工况示意图载荷大小最大拉伸工况图3（a）小头6000N、大头10000N最大压缩工况图3（b）小头71000N、大头10500N螺栓预紧力图3（c）400N装配过盈接触力图3（d）小头端6MPa、大头端2MPa表5.2连杆所受载荷设置螺栓预紧力，连杆大直径部位在螺栓预紧力作用下会发生变形，从而影响连杆大直径部位的应力分布。图5.11设置螺栓预紧力设置装配过盈接触力，连杆大头的轴瓦以及小头衬套和连杆安装时为过盈配合。装配过盈量会影响面压的大小，适当的装配过盈量可以抑制轴瓦、衬套与连杆之间的相对滑动。然而过盈量也会影响连杆应力的分布情况。图5.12设置装配过盈接触力-小头端图5.13设置装配过盈接触力-大头端设置极限压缩力。连杆在工作时承受着往复运动惯性力和它本身摆动运动时所产生的惯性力。在惯性力的影响下，连杆最大拉伸工况出现在接近排气行程终了上止点位置，这种惯性力会影响连杆大小头的变形及其应力的分布情况。图5.14设置装配极限压缩力-小头端图5.15设置装配极限压缩力-大头端设置极限拉伸力。燃气压力作用在活塞上，经过活塞销传递作用在连杆上。在燃气压力的影响下，连杆最大压缩工况在气缸最大爆发压力出现的位置。在这种工况下，连杆会发生很大的纵向变形，应力也有所增大。图5.16设置装配极限拉伸力-小头端图5.17设置装配极限拉伸力-大头端5.2.6有限元分析点击“求解”命令，观察仿真结果。图5.18连杆最大拉伸工况下变形量云图图5.19连杆最大拉伸工况下应力云图由图5.18、图5.19可知，连杆在最大拉伸工况下，最大变形出现在大端圆孔部分，最大应力出现在连杆与螺栓接触的部分，最大应力为223MPa，此材料的屈服极限为1178MPa，该工况下最大应力值在屈服极限内，满足静应力要求。图5.20连杆最大压缩工况下变形量云图图5.21连杆最大压缩工况下应力云图由图5.20、图5.21可知，连杆在最大压缩工况下，最大变形出现在小端圆孔部分，最大应力出现在连杆主体与小端连