华理工机械CAE技术基础及应用课程论文：基于ANSYS的发动机缸体的静力分析

华东理工大学2015—2016学年第1学期《机械CAE技术及应用》课程论文2015.12班级机硕153班学号Y30150347姓名陈浩开课学院机械与动力工程学院任课教师颜建军成绩_________论文题目：基于ANSYS的发动机缸体的静力分析论文要求：1、在查阅文献的基础上，选择与机械CAE内容相关的题目；2、题目自拟，主题要明确、论据充分、数据详实、层次分明、表达清晰；3、论文需要阐述选题背景意义和CAE分析过程并分析仿真结果；4、字数不少于1000字；5、论文格式参照《科技文献写作》。教师评语：

基于ANSYS的发动机缸体的静力分析摘要：本论文以车用柴油发动机缸体为分析对象，使用ANSYS软件进行静力分析，得到正常工况下，缸体的受力情况。将缸体的应力分布和变形情况与许用强度进行比较，以校核缸体是否安全以及能否满足装配条件。关键词：ANSYS；缸体；静力分析；强度校核正文问题概述车用柴油发动机是一个复杂的大型铸件。缸体通常使用蠕墨铸铁制成。由于要承受气缸内燃烧产生的压力和发动机缸盖以及汽车其他结构件的重量，为了确保在正常使用过程中，不会由于强度不够造成缸体出现裂纹或破损，必须通过CAE技术进行仿真，确保强度。我们使用SolidWorks建模，使用ANSYS进行仿真分析，在静力分析中，下端面固定，上端面四个圆线收到向下的力F，大小为2KN，求整体的应力分布和变形情况。所选材料为蠕墨铸铁：密度：7800kg/m3弹性模量：200GPa，泊松比0.3压缩屈服强度：1400MPaANSYS静力分析SolidWorks建模建模时，我们只保留了最重要的部件，对于其他非重要的结构和细节进行了忽略，得到了发动机缸体的简易模型。图1发动机缸体简易结构图导入并建立分析项目将SolidWorks模型转成parasolid格式，在ANSYS中打开并建立新的Jobname。建立模型材料通过GUI操作，输入材料参数EX为2E+011、PRXY为0.3。图2材料泊松比参数图3材料密度参数选择单元通过GUI操作，选择单元类型为20node186。划分网格通过GUI操作，选择自动分网，SIZE选择3。图4发动机缸体网格划分查看有限元模型规模节点数62508，单元数32183加载求解施加边界条件：对下表面进行全约束，上端四个圆线受到向下的力F，大小为2KN。图5发动机缸体边界条件计算求解通过GUI操作，求解当前模型，得到整体等效应力云图和合位移图。图6等效应力云图图7合位移云图结果分析从等效应力云图可以看出大部分所受应力较小，最大应力为1010MPa，出现在气缸内壁处，且小于材料的许用压缩应力1400MPa，所以可以得出结论该柴油发动机缸体满足强度要求。从合位移云图中可以看出，最大变形量为0.693mm，出现在上端面，最大变形量较小，满足小变形的装配要求。参考文献：[1]高艳霞,祝锡晶,陆志猛.基于ANSYS发动机缸体的动力学仿真[J].新技术新工艺,2008(5):8-10.[2]陈晋兵,张翠平,柴少彪,等.基于ANSYS/LS-DYNA铝镁合金陶瓷制动盘瞬态动力学仿真[J].汽车与配件,2010(18):36-37.

小作业：平板温度分布function小作业：平板温度分布c=1;xspan=[01];yspan=[02];tspan=[00.2];ngrid=[1010100];f=@(x,y)10;g1=@(t)0;g2=@(t)0;g3=@(t)0;g4=@(t)0;[T,t,x,y]=rechuandao(c,f,g1,g2,g3,g4,xspan,yspan,tspan,ngrid);mesh(x,y,T(:,:,15));xlabel('x')ylabel('y')zlabel('T')function[U,t,x,y]=rechuandao(c,f,g1,g2,g3,g4,xspan,yspan,tspan,ngrid)l=ngrid(3);m=ngrid(2);n=ngrid(1);detat=range(tspan)/(l-1);%½«Ê±¼ä·Ö³É£¨l-1£©·Ý£¬Ã¿·ÝµÄ³¤¶ÈΪdetatt=linspace(tspan(1),tspan(2),l);%Éú³ÉÒ»¸öÐòÁУ¬³õֵΪtspan(1)£¬ÖÕֵΪtspan(2),Ò»¹²l¸öÖµ£¬²¢½«Õâ¸öÐòÁи³¸øtdetax=range(xspan)/(m-1);x=linspace(xspan(1),xspan(2),m);detay=range(yspan)/(n-1);y=linspace(yspan(1),yspan(2),n);r1=c*detat/detax^2;r2=c*detat/detay^2;ifr1>0.4&r2>0.4error('ΪÁ˱£Ö¤Ëã·¨µÄÊÕÁ²£¬ÇëÔö´ó²½³¤h»ò¼õС²½³¤k!')ends=1-2*r1-2*r2;U=zeros(ngrid);%±ß½çÌõ¼þU(1,:,:)=g1(t);U(m,:,:)=g2(t);U(:,1,:)=g3(t);U(:,n,:)=g4(t);%³õÖµÌõ¼þU(:,:,1)=f(x,y);%²î·Ö¼ÆËãfork=1:l-1