内燃机曲柄连杆机构设计及连杆有限元分析

内燃机曲柄连杆机构设计及连杆有限元分析(选题审批表,任务书,开题报告,论文设计说明书16000字,CAD图纸1张)
摘  要：本文简要介绍了有限元分析在工程中的应用，在对曲柄连杆机构进行运动（学）、动力学分析后，对连杆模型进行适当的必要简化，用PRO/E创建实体模型并导入ANSYS，并对连杆模型进行前处理；根据连杆的受载情况，对连杆进行载荷分析，施加以工作过程中产生的最大载荷，将求解连杆的动力问题化为相应的静力问题；根据分析的结果，对连杆的有限元模型加载并求解，对结果进行了简要的结构强度计算分析。
关键词：连杆；有限元；ANSYS； 

Design and Analysis of Crank and Connecting Rods Machanism Based on Finite Element Method
Abstract：This paper briefly introduced the finite element analysis and application in engineering, the crank and connecting rod mechanism kinematics, dynamics analysis, using PRO/E modeling of the ANSYS.According to the connecting rod by the situation ,for the connecting rod,how to load on the working process of the analysis on the biggest and load produced for external force,the solution of the problem to motivate connecting to corresponding static problem;According to the result of the analysis of finite element model,connecting load and solving,the result are the brief structure strength analysis.
Key words：connection rod; finite element; ANSYS;
 

目    录
摘要…………………………………………………………………………………1
关键词…………………………………………………………………………………1
1  前言………………………………………………………………………………2
2  曲柄连杆机构的物理分析………………………………………………………2
    2.1  曲柄连杆机构的运动学分析……………………………………………2
    2.2  曲柄连杆机构的动力学分析……………………………………………4
    2.3  简化后的机构受力分析…………………………………………………5
            2.3.1  机构运动件的换算………………………………………………6
            2.3.2  简化后的机构受力分析…………………………………………7
3  曲柄连杆机构的有限元理论基础………………………………………………8
    3.1  有限元法基本思想……………………………………………………8
    3.2  有限元法的特色…………………………………………………………8
    3.3  有限元解题的过程………………………………………………………9
        3.3.1  机构离散化………………………………………………………9
        3.3.2  选择位移插值模式………………………………………………9
        3.3.3  分析单元的力学特性……………………………………………9
4  连杆的机构设计…………………………………………………………………10
    4.1  连杆长度的确定………………………………………………………10
    4.2  连杆小头机构………………………………………………………11
    4.3  连杆杆身机构…………………………………………………………11
    4.4  连杆杆身机构……………………………………………………………11
5  连杆有限元分析…………………………………………………………………12
    5.1  建模方案的确定…………………………………………………………12
    5.2  连杆模型的建立…………………………………………………………13
        5.2.1  实体模型的建立…………………………………………………13
        5.2.2  定义单元类型……………………………………………………14
        5.2.3  定义实常数………………………………………………………14
            5.2.4  定义材料属性……………………………………………………14      
5.2.5  网格的划分………………………………………………………14
    5.3  连杆载荷的计算…………………………………………………………15
        5.3.1  气体作用力的计算………………………………………………16
        5.3.2  连杆的惯性力……………………………………………………16
        5.3.3  连杆大小端载荷的等效计算……………………………………17
    5.4  连杆有限元模型的加载与求解…………………………………………18
        5.4.1  边界条件的处理…………………………………………………18
        5.4.2  最大压缩工况求解………………………………………………19
        5.4.3  最大拉伸工况求解………………………………………………23
    5.5  疲劳分析…………………………………………………………………25
        5.5.1  疲劳分析的概述…………………………………………………25
        5.5.2  4V-105柴油机连杆的疲劳分析…………………………………25
    6  结束语……………………………………………………………………………27
参考文献  ……………………………………………………………………………27
致谢……………………………………………………………………………………28
附录……………………………………………………………………………………28