連桿結(jié)構(gòu)分析及其性能優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究

1、連桿結(jié)構(gòu)分析及其性能優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究連桿結(jié)構(gòu)分析及其性能優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究ResearchofStructureAnalysisPerfmanceOptimizationDesignofConnectingRod領(lǐng)域：動(dòng)力工程作者姓名：楊開(kāi)會(huì)指導(dǎo)教師：趙昌普副教授企業(yè)導(dǎo)師：景華陽(yáng)高工天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院二○一五年五月萬(wàn)方數(shù)據(jù)I摘要本文的目的是根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)際運(yùn)行工況參數(shù)，對(duì)小型通用汽油機(jī)連桿組件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，盡可能達(dá)到質(zhì)量較輕、體積較小，

2、外形布局合理，最大程度緩解連桿大、小頭與桿身過(guò)渡區(qū)的應(yīng)力集中現(xiàn)象。運(yùn)用CATIAV5實(shí)現(xiàn)小型通用汽油機(jī)連桿的參數(shù)化三維實(shí)體特征建模，并進(jìn)行了有限元分析。由于CATIA是CADCAE一體化的設(shè)計(jì)與分析平臺(tái)，這樣就不存在實(shí)體模型向有限元模型轉(zhuǎn)化過(guò)程中數(shù)據(jù)丟失、特征損壞等現(xiàn)象。運(yùn)用CATIAV5在對(duì)連桿組件進(jìn)行有限元分析時(shí)，采用了剛性約束（即曲柄銷約束），模擬了連桿大頭孔與曲柄銷之間的接觸狀態(tài)。考慮了單元尺寸、單元類型對(duì)網(wǎng)格質(zhì)量的影響。通過(guò)C

3、ATIACAE對(duì)小型通用汽油機(jī)的連桿進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及剛度變形分析和動(dòng)態(tài)性能分析?？梢栽谠O(shè)計(jì)過(guò)程中邊進(jìn)行設(shè)計(jì)邊進(jìn)行分析，使分析的數(shù)據(jù)結(jié)果充分地反映到設(shè)計(jì)上來(lái)，真正體現(xiàn)CAE為實(shí)際生產(chǎn)服務(wù)。在優(yōu)化約束的條件下，連桿的結(jié)構(gòu)尺寸發(fā)生了變化，使應(yīng)力與變形有所增大，但此時(shí)的安全系數(shù)為1.55，大于材料的最低安全系數(shù)1.5。同時(shí)大小端過(guò)渡圓弧的優(yōu)化減緩了連桿過(guò)渡圓弧處的應(yīng)力集中現(xiàn)象，使連桿的結(jié)構(gòu)更加合理。另外，優(yōu)化前后連桿的質(zhì)量減少大約7％，所以連桿的