三维实体造型法在柴油机平衡和曲轴动平衡计算分析中的应用
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舰艇柴油机曲轴的三位实体建模与研究舰艇的核心是其柴油发动机,而曲轴则是舰艇柴油机中非常重要的部件,良好的柴油机曲轴设计和建模,对柴油机曲轴的加工过程和设计研究有很好的支撑作用,目前的三维实体建模,主要是针对于CAD-CAE-CAM 整体思想来完成的,但从目前的研究来看,我们的曲轴的设计还是基于模型化的设计较多,没有完成相应的实际公开光的建模过程,因此,有必要针对于舰艇的曲轴进行参数化的建模设计研究,可以完善舰艇曲轴的参数化设计和建模,也可以为未来的曲轴设计提供必要的思路。
关键词:舰艇;曲轴;建模1 绪论1.1研究意义与目的舰艇的核心是其柴油发动机,而曲轴则是舰艇柴油机中非常重要的部件,良好的柴油机曲轴设计和建模,对柴油机曲轴的加工过程和设计研究有很好的支撑作用,目前的三维实体建模,主要是针对于CAD-CAE-CAM整体思想来完成的,但从目前的研究来看,我们的曲轴的设计还是基于模型化的设计较多,没有完成相应的实际公开光的建模过程,因此,有必要针对于舰艇的曲轴进行参数化的建模设计研究,可以完善舰艇曲轴的参数化设计和建模,也可以为未来的曲轴设计提供必要的思路。
1.2技术现状目前的曲轴建模,主要是hi根据机械系统仿真技术来完成的,在现在的工程软件中,曲轴的零件模块对活塞组、连杆、曲轴等进行了三维建模来完成的,并且运用当中的装配和数字化装配模块进行装配和运动模拟。
前人的研究分析了曲柄连杆机构的实际工况,获得了曲柄连杆机构工作负载。
通过理论分析和实际建模的结合,可以建立了活塞的运动规律,得到曲轴的位移方程、运动速度方程和运动加速度方程,可以获得曲柄连杆机构的动力学特性和规律,最后得到曲柄连杆机构各部件的受力大小和连杆轴端的受力分布。
另一种研究方式,是通过结构静力分析和动态仿真,对曲轴进行了疲劳分析和优化设计。
首先利用三维建模软件UG建立了曲轴模型,并生成了ADAMS动力学仿真所需要的曲柄连杆机构装配模型。
其次,利用Hypermesh对曲轴划分网格,得到曲轴的有限元模型。
譬。
黧.墨凰,柴油机整体曲轴的三维有限元静强度分析封海宝尤固红(中国船舶科学研究中心,江苏无锡214082)脯要]曲轴是内燃杌中的重要零件之一,是承受冲击载荷传递动力的关键零件,其强度和刚度对柴油机的工作巨能和寿命有决定性的影响。
本文采用有限单元法,对16v柴油机曲轴进行了符合实际情况的三维建模,研究了整体曲轴的变形和应力状态,校核了曲轴在交变栽荷下的疲劳强度,对提高柴油机曲轴强度计算的分析效率和分析结果具有一定的参考价值。
饫短闶】有限元法;自动网格划分;计算模型;疲劳强度校核1概述曲轴是内燃机中的重要零件之一,是承受冲击载荷传递动力的关键零件,其强f妾和刚度对躬由机的工作性能和寿命有决定性的影响。
曲轴的几何形状复杂,应力集中现象严重,特别是在曲轴主、连轴颈的圆角过渡部位的应力集中现象更加的突出。
随着柴油机强化程度的提高,对于曲轴强匪的要求也是越来越高。
从60年代起,有限元法随着计算机科学的发展,在包括躬由机在内的几乎所有工程领域得到愈来愈广泛的运用。
有限元技术的应用提高了柴油机零部件设计的可靠性,缩短了设计周期,大大推动了柴油机工!哑的发展。
近几年来,随着计算机软硬件水平的提高,躬由机曲轴有限元技术又取得了许多新的进展。
2计算模型的建立21几何模型的建立进行曲轴有限元分析,首先要建立相应的有限元模型。
对于使用有限元软件,—般是先建立实体模型,然后通过网格划分来生成有限元模型。
本文采用PR0,E建立曲轴的实体模型。
如下图为P R0/E中建立的模型(图1),该模型优点在于省去了部分倒角和圆角以及油孔,增加了模型的可分析性,避免计算时耗费大量的计算时间和资源。
图l曲轴实体模型22A N s Y s中有限元模型的建立通过P R O/E与A N SY S软件的接口可以直接将PR o/E中的实体,模型导入A N S Y S中,定义曲轴的材料和属性,柴油机曲轴的材料是42C rM o,材料特性如下:弹性模量E:2.1E14(N/m3);泊松比¨:03;质量密度:7B E3(kg,m3);a b:950M pa;a。
摘要CA6110柴油机是我国应用最早的柴油机之一,且使用范围在客车,同时也是无锡一汽柴油机厂在原有的1252-01基础上专研,通过自主创新的一款新产品。
同时CA6110柴油机活塞是当前内燃机主要的零件之一,活塞主要经受着周期性,使得活塞机械负荷交变时会出现明显的热负荷性能的作用,CA6110柴油机活塞一般在高温以及高速和高负荷使用情况下,会出现润滑交变不良以及冷却情况下,导致CA6110柴油机容易出现故障。
因此,本文研究重点是以CA6110 柴油机的活塞设计,考虑到活塞的缸套与活塞组的整体设计过程,首先本文CA6110柴油机活塞组成的构造进行常规分析,其次对CA6110柴油机的缸套、活塞、活塞环等进行设计计算,最后应用UG建模的方法,以此实现CA6110柴油机活塞的三维实体设计的功能。
关键词:6110柴油机;活塞;设计;三维实体模型AbstractCA6110 Diesel Engine is one of the earliest applications, and using a range of passenger cars, but also the FAW Wuxi Diesel Engine Factory specializes in the original 1252-01, based on independent innovation through a new product. Meanwhile CA6110 diesel engine piston internal combustion engine is one of the main parts, the main piston is subjected to cyclical, mechanical loads so that the piston will be significant effects of alternating thermal load performance when, CA6110 diesel engine piston is generally at a high temperature and high-speed and high-load usage next, there will be alternating poor lubrication and cooling conditions, resulting in CA6110 diesel prone to failure. Therefore, this study is focused on the design of the piston CA6110 diesel engine, taking into account the overall design of the cylinder liner piston and piston assembly, the first structure of this article CA6110 Piston composition routine analysis, Secondly CA6110 diesel engine cylinder, piston, ring design calculations, method of final application UG modeling, in order to achieve three-dimensional solid CA6110 diesel engine piston design features.Key Words: 6110 diesel engine; piston; design; three-dimensional solid model目录第1章绪论............................ 错误!未定义书签。
三维数值模拟在燃烧工程中的应用探究燃烧工程是涉及到化学、物理、材料等多个学科的交叉领域,具有广泛的应用。
三维数值模拟是燃烧工程中的一项重要技术,在提高燃烧效率、降低污染排放、改进设计等方面发挥了重要作用。
本文旨在探究三维数值模拟在燃烧工程中的应用现状和发展趋势。
一、三维数值模拟的基本原理三维数值模拟是以计算机为工具,通过大量复杂的数学计算和算法实现对燃烧工程中复杂流动场、传热场、化学反应等现象进行模拟和预测的一种方法。
其中,Navier-Stokes方程是数值模拟的基本方程,它描述了流体的运动规律。
通过对该方程进行离散化处理,得到矩阵方程组,再通过迭代等方法求解,可以得到流场、温度、浓度等物理量的数值解。
二、三维数值模拟在燃烧工程中的应用1、燃烧过程优化三维数值模拟可以模拟燃料在燃烧室中的运动、热传递和氧气的消耗规律等,以评估燃烧过程的效率和可靠性,在燃烧室布局、燃烧器设计、燃料配比等方面提供有效的优化方案。
例如,在火电厂中,通过对锅炉内部三维流场的模拟,发现优化燃料喷入位置可以提高燃烧效率,减少污染物的排放。
2、减少污染物排放燃烧过程不可避免地产生大量的排放物,如二氧化碳、氮氧化物、硫化物等。
三维数值模拟可以模拟燃烧过程中污染物的生成和输运过程,以预测和减少污染物排放。
例如,在某些重工业场所的燃烧过程中,通过调整燃烧器内部的氧气含量和温度分布,可以使氮氧化物的排放量降低20%以上。
3、优化燃气轮机设计燃气轮机的性能和效率直接影响到电力产生的成本和可靠性。
利用三维数值模拟可以模拟燃气轮机内部流体的运动、传热和化学反应等,并对叶轮、内部通道、燃气喷口等元件进行优化设计。
例如,在研发大型燃气轮机时,通过三维模拟,可以模拟流场,减少内部部件的风阻,提高效率。
三、三维数值模拟在燃烧工程中的发展趋势1、多物理场耦合当前的燃烧工程存在着多物理场相互作用的问题,如燃料和空气的相互作用、化学反应的影响等。
未来的研究应该着眼于多物理场的耦合问题,以提高燃烧效率和降低污染物排放。
柴油机曲轴强度的三维有限元分析
曲轴是汽车发动机的核心部件,强度的耐受力是汽车发动机的重要性能指标之一。
随着汽车发动机的发展,柴油机曲轴的强度是汽车发动机比较重要的研究课题。
柴油机曲轴强度的研究主要通过有限元分析来进行,有限元分析是一种计算机模拟技术,可以很好地表示柴油机曲轴的强度。
通过将复杂的多维几何模型转换为有限元数据,可以快速地模拟出柴油机曲轴的强度。
在进行有限元分析之前,必须首先建立柴油机曲轴的三维模型,用于准确表示曲轴的详细几何信息和物理参数,其中最重要的是曲轴的弹性参数。
模型的建立可以通过CAD软件或CATIA软件完成,而且可以很容易地调整和改进曲轴的几何尺寸和物理参数。
接下来,就需要将柴油机曲轴的三维模型转换为有限元模型,有限元模型可以表示曲轴的几何尺寸和物理参数,这也是有限元分析的关键步骤。
在有限元模型的建立中,还要考虑柴油机曲轴的热应力和振动响应的影响,以便更准确地模拟曲轴的强度。
有了有限元模型,就可以灵活地进行有限元分析,开始对曲轴的强度进行模拟。
有限元分析需要指定曲轴的应力状态和荷载情况,根据不同的应力状态和荷载情况,可以分析出曲轴的极限强度和疲劳寿命。
此外,还可以通过有限元分析,更精确地研究柴油机曲轴的热应力和振动响应,以及曲轴的不同部件在受力和受荷的分布情况,这些
将有助于更好地设计柴油机曲轴,提高曲轴的强度和可靠性。
总之,利用有限元分析,可以有效地研究柴油机曲轴的强度,而有限元分析的过程至少包括三维模型的建立,有限元模型的建立和有限元分析,这是实现柴油机曲轴强度可靠性评估的关键环节。