ABAQUS在发动机主轴承孔变形中的应用

基于ABAQUS的轴承过盈配合接触应力分析*高晓果，孔德龙，赵聪，刘文龙【摘要】摘要:航空发动机主轴轴承内圈一般采用过盈配合的安装形式，通过一定的过盈量防止轴承内圈与轴发生相对转动，并对轴承内圈定位。

建立了基于ABAQUS软件的轴承内圈过盈接触问题的仿真分析方法，使用该方法分析了某型航空发动机低压转子推力球轴承的内圈过盈配合接触应力，分析了该轴承内圈在装配压紧时发生转动的根本原因。

建立的过盈配合接触应力分析方法可为航空发动机主轴轴承过盈配合的设计和校核计算提供理论依据。

【期刊名称】机械研究与应用【年(卷),期】2015(000)002【总页数】3【关键词】关键词:轴承;航空发动机;过盈;接触应力0 引言航空发动机转子系统通过滚动轴承支承到承力机匣上，轴承内圈与转子轴采用过盈配合的安装形式，通过一定的过盈量防止轴承内圈与轴的相对转动，并对轴承内圈进行定位。

从力学角度看，过盈配合是接触问题的一种［1］，属于边界条件高度非线性的复杂问题，配合面呈现出很复杂的接触状态和应力状态。

常用的过盈配合设计是以拉美(Lame)方程为基础，并在俄罗斯学者加道林院士提出的组合圆筒理论基础上进行的。

基于拉美方程和厚壁圆筒原理的传统方法存在着一定的局限性，不能很好的适用于复杂结构的过盈配合设计。

在航空发动机中，主轴轴承过盈量的设计和选取主要是参考成熟型号设计经验，很少对过盈配合的接触问题进行研究，如在某型发动的研制过程中，轴承内圈过盈装配到轴上后，采用压紧螺母进行压紧时，发生了内圈转动的现象，笔者以该工程实例为对象，使用ABAQUS有限元软件，对其过盈配合接触问题进行相应分析，分析了故障原因。

1 轴承内圈与轴的模型笔者选取了在装配时发生转动的轴承内圈与轴的模型，其结构如图1所示，图2为三维模型图。

该轴承为双半内圈角接触球轴承，是某型航空发动机的低压压气机后支点，在工作时承受低压转子轴向力。

该轴承内圈与轴承采用过盈配合的安装形式。

基于Abaqus的曲轴模态压缩李林1，2，郝涛1，2，李凤琴1，2（1 重庆长安汽车股份有限公司动力研究院，重庆，401120；2汽车噪声振动和安全技术国家重点实验室，重庆，401120）摘要：应用Abaqus软件对曲轴系有限元模型进行模态缩减，得到曲轴系的质量、刚度、几何、自由度矩阵及模态结果文件，继而进行曲轴系和发动机整机动力学分析。

模态缩减将有限元模型原来数百万自由度，缩减为几百个自由度，节约了计算时间和成本，显著提升计算效率。

关键词：Abaqus 曲轴系统有限元模态缩减Abstract:This paper is about using Abaqus solver to condense model of the crankshaft, obtained the crankshaft matrix of mass, stiffness , geometric and DOF for vibration analysis. The number of degrees of freedom on original FEM had been reduced from several millions to a few hundred, greatly reduced the amount of calculation and showed efficiency on analysis.Key Words: Abaqus ; Cranktrain ; FEM ;Model Reduce1 前言由于发动机汽缸压力和惯性力等各种载荷的作用，曲轴同时发生弯曲和扭转振动。

曲轴振动是发动机振动噪声产生的重要因素。

有限元子结构分析中将每一弹性体可离散成许多集中质量点(含质量和惯量),并计入结构静/动刚度(随振动频率变化)。

子结构上的节点可用来施加外力和力矩，也耦合部件间的相互作用，传递载荷。

利用子结构主自由度节点的运动特性来表征部件运动和变形。

某发动机主轴承盖优化设计作者：韩玉伟赵宝新关莹来源：《计算机辅助工程》2013年第05期摘要：在冷热冲击试验过程中，某发动机第五主轴承盖发生断裂失效.针对该问题，基于Abaqus对主轴承盖组件进行有限元分析，结果表明其断裂处疲劳安全因数低于经验值；对主轴承盖进行优化设计，并运用同样的仿真方法得到疲劳分析结果.经过反复验证，得到主轴承盖最优设计方案，并通过试验验证解决该主轴承盖断裂问题.关键词：发动机；主轴承盖；有限元； Abaqus中图分类号： U464.13；TB115.1文献标志码： B引言在发动机工作过程中，气体力通过曲柄连杆机构作用在主轴承盖上，使得其承受较大的压力，同时往复惯性力和离心力又使其受到一定的弯曲和扭转作用.为保证发动机正常工作，主轴承座必须要有足够的强度和刚度来承受不同工况下的弯曲、扭转和拉压等作用力.主轴承盖作为主轴承座的一部分，它的结构影响着主轴承座的强度和刚度，也就决定发动机能否正常运行.本文通过有限元分析解决试验中主轴承盖的断裂问题.1试验背景在进行200 h冷热冲击试验过程中，某型号发动机出现第五主轴承盖断裂现象，见图1.根据断裂零件初步分析其原因为主轴承盖断裂位置结构设计不合理，导致零件在长时间工作过程中产生疲劳断裂.为解决这一问题，通过有限元分析来模拟计算主轴承盖在各工况下的受力情况和高周疲劳安全因数，进而进行结构优化.2有限元模型2.1模型建立和网格划分主轴承座有限元分析模型主要包括缸体、主轴承盖、主轴承盖螺栓、主轴瓦、下缸体和连接螺栓等.采用Abaqus软件进行有限元分析前处理，网格类型为2阶修正四面体单元，各零部件网格划分见图2.图 1断裂的主轴承盖图 2主轴承座模型和网格2.2边界条件加载边界条件设置包括接触关系、载荷和边界约束等设置，主轴承座分析主要包括螺栓装配工况、轴瓦过盈工况和最大爆压工况[1]等，见图3.（1）约束缸体顶部x，y和z方向自由度.（2）约束横截面x方向自由度.（3）施加螺栓预紧力.图 3边界条件主轴瓦过盈工况施加轴瓦过盈量设为0.037 mm；最大爆压由曲轴多体动力学计算结果映射[2]得到，见图4.图 4映射结果2.3结果评价通过Abaqus后处理计算得到主轴承盖在装配工况（螺栓预紧力+主轴瓦过盈）和动载荷工况（螺栓预紧力+主轴瓦过盈+最大爆压）下的计算结果，见图5和6.图 5装配工况结果图 6动载荷工况结果根据静应力计算结果进行高周疲劳计算，结果见图7，最小疲劳安全因数为0.96，低于经验值1.1，所以不满足工作要求，有疲劳断裂风险.[3]图 7疲劳结果3结构优化通过对初始方案进行有限元分析可以看出，疲劳安全因数最小的位置与试验过程中出现断裂的位置相符.此处圆角主要承受螺栓预紧力和爆发压力的综合作用，如果圆角过小或者结构设计不合理就容易出现疲劳断裂.[4]根据主轴承盖的受力特点，对初始主轴承盖进行优化设计，经过多次修改，得到主轴承盖的最优方案，具体结构见图8.图 8初始方案与优化方案对比用同样的计算方法对该方案进行有限元分析，最终得到圆角位置高周疲劳安全因数为1.17，大于经验值1.1，满足工作要求，见图9.图 9疲劳结果有限元分析满足要求后，对优化后的主轴承盖方案进行试验验证，经过200 h冷热冲击试验和其他可靠性试验后，第五主轴承盖未出现断裂.4结论（1）通过解决主轴承盖断裂问题可以看出，有限元分析可以在一定程度上指导零部件的设计方向，进而节约大量项目开发及试验验证时间和成本.（2）在主轴承盖设计过程中，应注意出现应力集中的位置并重点进行优化.参考文献：[1]石亦平，周玉蓉等. Abaqus有限元分析实例详解[M]. 北京：机械工业出版社， 2006：1422.[2]李嘉，赵雨东. 柴油机主轴承座的有限元强度分析[J]. 车用发动机， 2007（1）： 8485.[3]郭威，朱凌云. 基于整体模型的发动机主轴承壁强度分析[J]. 车用发动机， 2013（1）： 4142.[4]杨连生. 内燃机设计[M]. 北京：中国农业机械出版社， 1981： 358378.（编辑武晓英）第22卷增刊22013年10月计算机辅助工程Computer Aided EngineeringVol.22 Suppl.2Oct. 2013。

基于ABAQUS的火箭发动机典型零件弯曲模优化设计付帅;王鹏【摘要】在火箭发动机弯曲模设计过程中,无法定量地确定产品零件的回弹量,因此就无法较为准确地设计工装的结构尺寸,使其能够一次冲压成功.运用ABAQUS有限元分析软件,建立冲压模仿真分析模型,采用隐式动力学计算方法,模拟阳模的"冲压"、"停留"、"复位"动作,并集成Isight优化软件,以产品图样尺寸为优化目标,对给定的参数进行优化,进而得出阴阳模的结构尺寸,为弯曲模设计提供指导.%Because the amount of springback of product parts can not be determined quantitatively in the process of bending die de-sign,it is impossible to design the structure size of the bending die to stampit successfully at the first time. In this paper, the ABAQUS finite element analysis software is used to establish the true analysis model of the stamping simulation,and the implicit dy-namic calculation method is used to simulate the"stamping","stay","back"action. And meanwhile, the Isight optimization soft-ware is used to take the product size in the drawing as the optimization object and the given parameters are optimized to obtain the structure size of formpiston and female die. A good guidance is provided for the bending die design.【期刊名称】《机械制造与自动化》【年(卷),期】2018(000)001【总页数】4页(P156-158,172)【关键词】火箭发动机;弯曲模;优化设计;ABAQUS;有限元;动力学【作者】付帅;王鹏【作者单位】西安航天发动机厂,陕西西安710100;西安航天发动机厂,陕西西安710100【正文语种】中文【中图分类】TP391.90 引言产品零件在弯曲成形过程中，要得到完全符合图样要求的尺寸比较困难，这是因为任何材料的弯曲过程中，都会发生塑性变形，当外部载荷卸除后，板料产品在内力的作用下会往反方向运动，产生回弹[1]。

基于ABAQUS的连杆有限元分析郭涛 , 杨晓上汽通用五菱技术中心柳州 545007【摘要】：利用有限元分析软件ABAQUS对一发动机连杆进行三维有限元分析，确定了连杆的最大应力位置和疲劳安全系数，为发动机连杆的可靠性设计提供了依据。

关键词：连杆有限元 ABAQUS 安全系数The finite element analysis of connecting rodbased on ABAQUSGuo Tao , Yang xiaoSGMW Liuzhou 545007【Abstract】：Using ABAQUS,the stress of the engine connecting rod is analyzed by 3D finite element method,and the position of the maximum stress and the safe coefficient of fatigue are calculated .Based on the results,the reliable design of the connection rod is improved.Keyword: connecting rod finite element ABAQUS factor of safety作者简介：郭涛，男，1980年出生，籍贯河南洛阳，上汽通用五菱工程师，从事发动机的设计与研发工作0前言连杆是连接发动机活塞与曲轴的一个重要组件，是内燃机的主要运动受力部件之一，工作中经受拉伸﹑压缩﹑弯曲等交变载荷的作用，机械负荷严重，工作条件恶劣。

因此，连杆的可靠性是人们在内燃机研究和改进过程中关注的热点。

在发动机设计时要保证连杆具有足够的结构刚度和疲劳强度，尽可能地达到质量轻﹑体积小﹑形状合理，并最大限度地减缓应力集中。

传统分析方法有连杆二维变厚度有限元计算模型：由于连杆结构及载荷基本是对称均匀分布的，可以简化为平面应力问题来处理，而对于过渡圆弧，连杆大头螺孔及连杆盖加强筋等部位的单元，采取按截面面积等效的原则，确定该部位各单元的当量厚度。

论文所属行业:汽车Abaqus在汽车发动机罩铰链强度分析中的应用梁艮文，盛守增，王俊长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车工程技术研究中心，河北省保定市071000摘要：文章采用Abaqus软件非常强大的非线性有限元知识对汽车发动机罩铰链进行强度分析，分析结果为发动机罩铰链结构设计提供参考。

关键词：发动机罩；铰链；强度Abaqus Application To Strength AnalysisFor Automotive Bonnet HingeLIANG Genwen, SHENG Shouzeng, WANG JunR&D Center of Great Wall Motor Company, The Automobile Engineering Technology & Research Center ofHebei Province, Bao Ding, 071000, hebei, chinaAbstract: The article is strength analysis for automotive bonnet hinge introducing Abaqus software powerful nonlinearity finity knowledge, the analysis results provide a reference for the bonnet hinge design. Key words: bonnet; hinge; strength0 引言随着人民生活水平的不断提高，汽车作为一种方便、舒适的交通工具得到越来越多的消费者青睐。

由于交通事故的频繁发生，消费者在购车过程中更加重视汽车的安全性及可靠性。

发动机罩的主要作用是方便机舱内各零部件的维修保养，保护机舱内各零部件，隔离噪声，保护行人。

发动机罩铰链用来固定和旋转发动机罩，它的强度对发动机罩发挥其作用有着非常重要的意义。

POPULAR AUTO设计与创新基于Abaqus的某国六柴油机主轴承壁计算分析李曼利合肥和安机械制造有限公司技术中心 安徽 合肥 230601摘 要 利用有限元分析方法对某国六柴油机主轴承壁强度，疲劳特性进行仿真分析，重点对缸体、主轴承盖应力分布，高周疲劳、主轴承盖滑移量、冷、热状态轴瓦背压进行模拟计算。

模拟结果表明：缸体、主轴承盖的应力分布，轴瓦背压均满足强度使用要求；高周疲劳安全系数均高于1.1的最低限值要求，满足高周疲劳要求；主轴承盖最大滑移量为6μm，满足小于10μm的限值要求。

模拟分析结果为主轴承壁的设计提供了有力支撑。

关键词 主轴承壁；有限元；强度；疲劳前言发动机缸体主轴承壁作为支撑曲轴连杆机构的重要部位，在发动机工作过程中，长期承受着运动载荷，同时气缸燃气压力通过活塞、曲柄连杆机构传递到主轴承壁上，因此主轴承壁强度、疲劳分析对于发动机正常工作至关重要。

1 有限元模型的建立1.1 主轴承壁有限元模型建立将ProE三维数模导入到Hypermesh软件中进行网格划分，网格单元使用10节点四面体单元，单元类型为C3D10M。

针对模拟分析的重点部位，诸如轴承盖、螺栓孔及油孔部位使用更加细密的ISO 网格进行划分，以便增加有限元模拟计算的准确性。

具体的主轴承壁有限元网格划分模型如下图1所示。

每个主轴承壁模型包括缸体一部分、主轴承盖、上下轴瓦、定位销和主轴承螺栓。

其中缸盖结构对模拟结果影响很小，故采用简化结构，以加载缸内气体爆发压力。

（a）主轴承壁有限元模型 （b）轴承盖有限元模型 （c）轴瓦有限元模型图1 主轴承壁及相关部件有限元模型1.2 材料参数选取材料参数的选取准确与否直接关系到数值模拟分析的准确性，表1是主轴承壁的主要计算输入材料参数，重点是缸体和主轴承盖，主要涉及到材料密度、弹性模量以及泊松比等相关宏观参数。

表1 主轴承壁部件主要计算输入材料参数部件材料名称密度（T/mm3）弹性模量（MPa）泊松比缸体HT2507.2e-9 1.15e50.26主轴承盖HT2507.2e-9 1.15e50.26轴瓦钢7.8e-9 2.12e50.3固定螺栓钢7.8e-9 2.12e50.3POPULAR AUTO 设计与创新1.3 计算载荷和边界条件定义主轴承分析中输入载荷包含装配载荷以、缸盖爆发压力以及轴瓦EHD力。

基于ABAQUS的圆柱滚子轴承动力学研究硕士学位论文目录摘要 (I)Abstract .............................................................................................................. ........ I I 插图索引 (IV)附表索引 (VI)第1章绪论 . (1)1.1研究背景与意义 (1)1.2滚动轴承动力学建模国内外研究现状 (3)1.2.1滚动轴承解析法动力学建模 (3)1.2.2滚动轴承有限元法动力学建模 (4)1.3本课题研究内容 (5)第2章有限元显式动力学及参数设置原理 (7)2.1有限元求解方法 (7)2.2 显式动力学求解 (7)2.3有限元动力学建模基本设置 (9)2.3.1 ABAQUS单位制 (9)2.3.2 ABAQUS模块及建模求解流程 (9)2.3.3减缩积分与沙漏 (10)2.3.4质量缩放与单元尺寸选取 (11)2.3.5接触设置 (11)2.4本章小结 (12)第3章圆柱滚子轴承有限元模型的建立与验证 (13)3.1圆柱滚子轴承有限元模型建立 (13)3.1.1轴承实体模型 (13)3.1.2材料属性设置 (13)3.1.3分析步与输出设置 (14)3.1.4轴承动力学模型接触设置 (14)3.1.5边界条件和加载方式 (15)3.1.6模型网格划分 (16)3.2圆柱滚子轴承有限元模型验证 (18)3.5本章小结 (20)第4章无缺陷圆柱滚子轴承动力学仿真与分析 (21) 4.1静力学分析 (21)4.2动力学分析 (22)4.3应力分析 (23)基于ABAQUS的圆柱滚子轴承动力学研究4.3.1等效应力分析 (23)4.3.2等效应力时程分析 (27)4.3.3切应力和缺陷损伤机理分析 (28)4.4接触分析 (29)4.4.1接触应力分析 (29)4.4.2单一接触对接触力变化 (32)4.5参考点位移分析 (34)4.6测振点振动响应分析 (36)4.7本章小结 (38)第5章外圈故障滚子轴承动力学仿真与分析 (39) 5.1滚动体运动参数分析 (39)5.2应力分析 (40)5.2.1等效应力分析 (40)5.2.2接触应力分析 (44)5.3接触分析 (48)5.3.1接触力分析 (48)5.3.2接触力分量变化与缺陷尺寸关系 (51)5.3.3摩擦力分析 (52)5.4测振点振动响应分析 (53)5.5运动形态与轨迹分析 (54)5.5.1缺陷内滚动体运动状态 (54)5.5.2内圈和保持架中心轨迹分析 (55)5.6 本章小结 (56)总结与展望 (57)总结 (57)展望 (58)参考文献 (59)致谢 (62)附录A 攻读学位期间所发表的学术论文 (63)。

69工 艺 与 装 备引言用于井下动力钻具的轴承，工作环境很恶劣，要承受钻井液的研磨、高载荷、高转速及钻井过程中伴随的强大冲击力等，因此对其要求非常苛刻。

传统的密封滚柱轴承和泥浆润滑球轴承，因密封失效或腐蚀等原因，一般寿命较短。

PDC 轴承因PDC 复合片具有高的热传导率、硬度和耐磨性，工作时间长达上千个小时，已成功代替传统轴承。

但是，PDC 轴承的复合片易因高温而热失效[1]。

当温度达到800℃左右时，金刚石与金刚石之间的链接就会被破坏，金刚石开始石墨化。

因摩擦面金刚石层的破坏，造成接触面摩擦系数增加，从而产生更多热量，导致金刚石进一步被破坏。

室内试验PDC 的复合片失效情况，如图1所示[2]。

复合片的早期失效是其边缘石墨化，完全失效的复合片边缘有严重剥落现象，严重影响PDC 轴承的使用寿命。

本文通过PDC 轴承的摩擦生热分析，对PDC 轴承的性能进行预测，了解PDC 复合片的温升及高温分布情况，可为PDC轴承的冷却设计提供参考和依据。

（a）室内试验早期失效 （b）室内试验完全失效图1　PDC 复合片失效图片1　摩擦生热分析主要过程1.1　有限元模型建立PDC 轴承包含动环和静环。

动、静环分别由动、静环座和不同数目的PDC 复合片组成。

对导入ABAQUS 软件[3]的动静环模型进行几何清理，去除倒角、圆角等。

为提高分析精度和计算效率，本文中PDC 复合片采用六面体网格，动静环座采用四面体网格，网格模型如图2所示。

图2　PDC 轴承有限元模型为研究问题方便，对PDC 轴承计算模型做如下假设：（1）PDC 轴承材料是均匀的，且各向同性；（2）材料的物理性能参数（密度、热传导系数、比热、弹性模量、泊松比、热膨胀系数等）均为常数，不随温度变化而变化；（3）接触面为理想平面，摩擦符合库仑定律；（4）作用在动环上的压力分布均匀，且保持不变；（5）PDC 轴承在工作过程中的热量完全被PDC 复合片吸收；（6）接触面和目标面之间热分布的权重系数为0.5，即摩擦热流平均分配给动静环的PDC 复合片。

Abaqus在发动机主轴承孔仿真中的应用蓝宇翔黄第云(广西玉柴股司工程研究院广西玉林537005)摘要：某发动机主轴瓦背面在试验过程中出现微动现象，本文使用Abaqus软件仿真，模拟主轴承孔的变形情况，求出发动机主轴瓦的背压；并就加大主轴瓦装配过盈量，分析主轴承孔变形及主轴瓦背压是否满足要求。

关键词：主轴瓦、Abaqus、主轴承孔、变形、背压1 前言在耐久性试验中，某发动机主轴瓦出现背面发亮，即出现微动现象。

鉴于主轴瓦背压难于测量，决定采用有限元方法，模拟主轴承孔的变形情况，对主轴瓦背压进行计算，找出故障原因；并对改进后的主轴承孔变形再进行有限元分析，确认是否符合要求。

2 计算模型和边界条件2.1 有限元模型有限元模型包括气缸体、主轴承盖、上主轴瓦、下主轴瓦、主轴承盖螺栓、曲轴，其中上、下主轴瓦及曲轴是8节点六面体单元，其余是10节点四面体单元。

各零件的节点数及单元数见表1，有限元模型见图1。

网格用hypermesh软件划分，在Abaqus/cae里施加边界条件，最后用abaqus/Standard求解器求解。

2.2 材料特性各零件所用材料及材料特性见表2。

表2 各零件的材料特性零件材料弹性模量(MPa)泊松比主轴承螺栓42CrMo 2.05×1050.3上主轴瓦St37 2.05×1050.3下主轴瓦St37 2.05×1050.3曲轴20CrMnTi 2.05×1050.3气缸体HT250 1.20×1050.28主轴承盖QT450 1.65×1050.282.3边界条件由于主轴承孔是在主轴承螺栓装配工况下进行镗孔加工的，消除了螺栓预紧力下主轴承孔变形的影响，本文只进行轴瓦装配载荷工况、气体压力载荷工况的计算分析。

2.3.1 通用边界条件的处理图2所示，在汽缸体顶面A加边界条件z=0，对称面B、C施加法向对称边界条件，即所有节点x＝0。

ABAQUS在长城汽车发动机开发中的应用申景倩、关莹、张振兴长城汽车股份有限公司动力研究院摘要：作为FEA软件行业的领导者，ABAQUS在长城汽车股份有限公司动力研究院的结构强度、刚度等分析中起到了举足轻重的作用，为发动机的研发贡献了不可磨灭的力量。

本文通过实例介绍Abaqus软件在发动机开发过程中的应用。

关键词：Abaqus 发动机各部件发动机1 前言长城汽车股份有限公司动力研究院高举自主研发的旗帜， 推出多款高品质、高性能发动机。

成为汽车行业民族工业的脊梁。

其中GW4G13汽油机与绿静2.0柴油机分别荣获2009年及2010年“中国心”十佳发动机。

其中A baqus在CAE分析中起到了十分重要的作用，为动力研究院发动机的开发提供了强有力的支持。

以下文中主要通过实例介绍A baqus在动力研究院CAE开发中的应用。

图1 GW4G13汽油机 图2 绿静2.0柴油机2 ABAQUS在实际工作中的应用以下分别是发动机开发过程中应用的CAE计算及验证情况，在一个分析部件中一般要进行温度场计算、各工况的强度计算、及刚度计算，以下列举出的只是计算的部分结果，但部分计算结果的列举足以说明A baqus在发动机开发过程中使用的广泛性及重要性。

图3 缸盖温度场计算 图4 缸体温度场计算 应用热机耦合的计算方法，对发动机缸体缸盖进行温度场、装配力、热应力及该转速下最大爆发压力的计算，主要验证发动机燃烧室附近区域的冷却效果及结构刚度分布，查看温度场是否超出材料的耐热极限，缸盖垫片的密封性，热应力及爆发状态下的缸体、缸盖是否超出材料的许用极限。

图5 活塞温度场计算图6 连杆强度计算同样应用热机耦合的计算方法，在功率点计算活塞的温度分布并通过温度分布计算其热应力，查看其温度场、强度、刚度是否超出其许用值。

通常活塞计算及生产均由供应商完成，动力研究院计算只是为验证其提供的设计方案，并作为接收依据。

连杆作为重要的运动件之一，他的计算结果对设计的起到至关重要的作用，通过计算最大爆发压力转速，功率点及超速工况，验证轴瓦背压，连杆螺栓预紧力是否足够，连杆强度及其稳定性。

Abaqus软件在发动机领域的应用案例汽车发动机分析中存在很多典型的问题，采用其他的某个软件不能一次性完全解决，例如连杆/主轴承座装配件强度分析，曲柄连杆机构的协同运动，进排气歧管热应力分析，缸盖、箱体、缸套各种分析，密封系统分析－垫片，NVH振动噪声分析，其中涉及到了复杂的接触问题模拟，机构运动分析模拟，热固/流固耦合分析模拟，大规模模型模拟，密封件模拟和声固耦合/声学分析模拟等等，Abaqus提供的许多关键分析功能，以及其他广泛的分析功能。

主要分析分析功能如下：–强大而–灵活的接触分析功能(contact analysis)–刚体和柔体结合的机构分析–多物理场耦合分析功能－–热固、流固耦合等–子模型、子结构分析功能–垫圈单元(Gasket elements)、螺栓预紧力(Bolt loading)–稀疏矩阵求解器(Sparse solver), Lanczos特征值求解器(Lanczos eigensolver)，–A MS(Automatic multi-level substructuring)连杆强度分析-奇瑞汽车连杆强度的校合是连杆设计的主要内容，同时，连杆的强度分析中涉及螺栓预紧，轴瓦过盈，气缸爆发压力、惯性载荷等等大量非线性和多工况分析内容。

Abaqus独特的螺栓预紧、过盈模拟等功能保证分析结果可以为连杆强度校合提供准确依据。

此例由奇瑞汽车提供。

缸体及轴承盖装配体应力分析-GM汽车机体及轴承盖的装配应力分析中,除轴承盖位置的的应力分布外，对螺栓附件的应力也比较关心。

Abaqus采用其独有的子模型功能，可以非常方便的对总体模型进行局部细化，求解局部的细节解，得到叠层板附近详细的应力分布，为改进设计提供依据。

此例由福特汽车提供。

内燃机主轴承座的强度分析-奇瑞汽车主轴承座的模型包括缸体，框架，轴瓦，螺栓和曲轴等，模拟螺栓预紧，轴瓦过盈，气缸爆发压力、惯性载荷等等大量非线性和多工况分析内容。

2020年4期创新前沿科技创新与应用Technology Innovation and Application基于Abaqus 的二次开发在直升机旋翼系统弹性轴承性能设计中的应用孙文芳（中国直升机设计研究所，江西景德镇333000）1概述直升机旋翼球面推力弹性轴承由金属大接头、金属小接头、橡胶和金属隔片经过硫化粘接在一起，是旋翼桨毂的关键部件，其取代了传统铰接式桨毂的挥舞铰、摆振铰和变距铰，从而简化了桨毂结构，提高了使用寿命、维护性和可靠性。

传统球面推力弹性轴承性能指标包括轴向压缩刚度（axial spring stiffness ）、径向刚度（radial spring stiff -ness ）、弯曲刚度（cocking spring stiffness ）和扭转刚度（tor -sional spring stiffness ）[1]，产品的刚度与弹性轴承的金属隔片/橡胶叠层结构尺寸及橡胶胶料的性能直接相关。

弹性轴承传统设计方法是基于传统经验公式进行尺寸打样，然后生产出产品，在试验室进行产品的刚度试验，看设计出的产品是否满足刚度指标要求。

如不满足要求，则需返回到最初阶段，调整产品的结构尺寸和橡胶胶料配方，重复上述过程重新验证。

可见，传统方法时间周期长、研发成本高。

随着计算机技术和有限元软件的不断成熟发展，在产品试制之前，采用有限元分析预期评估产品的刚度性能是很有必要的。

橡胶材料力学行为及其复杂，材料的本构关系是非线性的。

而Abaqus 是功能强大的有限元软件，可以处理高度非线性问题，在各行业中得到广泛应用，ABAQUS 具有丰富的单元库，其丰富的材料模型库可以模拟包括橡胶等材料的性能。

Abaqus 软件提供了两种二次开发接口，即用户子程序接口（User Surbroutine ）和Abaqus 脚本接口（AbaqusScripting Interface ）。

前者不在本文中过多描述，本文采用了后者，后者是在Python 语言的基础上进行的定制开发，主要是方便用户根据自身的需求开发前后处理工具（GUI 程序）或者辅助用户实现参数化的建模以及数据处理等工作，其影响的是CAE 分析过程的前后处理环节[2]。