汽车连杆有限元分析计算

汽车连杆有限元分析计算

摘     要

根据汽车工业年鉴相关资料统计分析，预计“十一五” 期间汽车将以15%左右的的速度增长，2010年汽车行业规模将达到1273万辆以上。汽车规模的高速增长，对国内各大汽车制造商来说既是一种机遇也是一种挑战。而作为汽车的心脏----发动机的研发更是重中之重，它代表了一个汽车制造商的生产实力和技术水平。发动机由很多零件组成，其中作为传递动力的第一个构件----连杆其在发动机中的地位尤为重要。一台优秀的发动机对连杆的强度和硬度的要求都是很高的，这就要求研发人员对连杆进行有效的力学分析计算。由于发动机连杆结构的复杂性，采用传统的力学方法，只能近似的反应其受力状况和变形情况，远不能满足进一步分析的需要，而ANSYS软件正是针对解决这一类问题设计的。它是目前最先进的分析方法，其利用基于理论平台的有限元技术分析、预测、评价这些关键零件的强度刚度。本文所述就是利用ANSYS软件对连杆进行三维建模，划分网格，再施加相应的约束，最后对连杆的小孔内表面施加载荷，在ANSYS中进行计算求解并分析计算结果。

关 键 词：连杆 有限元 刚度 强度

目  录

中文摘要 i

英文摘要 ii

目录 iii

第一章     绪论 1

1.1  研究动机与目的 1

1.2  研究的现状 3

1.3  研究方法 4

1.4  论文內容概述 5

1.5  论文课题的来源 5

第二章     有限元法和ANSYS软件 6

2.1  有限元法简介 6

2.1.1 有限元法基本概念 6

2.1.2 有限元法的一般程序结构 7

2.1.3 有限元法的发展趋势 8

2.2   有限元分析软件ANSYS 9

2.2.1 ANSYS的功能 9

2.2.1.1 前处理模块PREP7 10

2.2.1.2 分析计算模块 10

2.2.1.3 后处理模块POST1和POST2 12

2.2.2 ANSYS软件的结构 12

第三章     连杆的有限元分析 13

3.1  引言 13

3.2  连杆计算工况及载荷确定 13

3.2.1 连杆的组成 13

3.2.2 连杆运动情况分析 14

3.2.3 计算工况及载荷确定 14

3.3  建立连杆模型 16

3.3.1 定义工作文件名和工作标题 17

3.3.2 定义单元类型及材料属性 17

3.3.3 建立2D模型 17

3.3.4 创建两个矩形面 18

3.3.5 生成一个新的面 19

3.3.6 生成2D网格 21

3.3.7 采用拖动生成3D网格 22

3.4  连杆的分析计算 23

3.4.1 施加约束 23

3.4.2 施加载荷 24

3.4.3 计算求解 24

3.5  浏览分析结果 24

3.6  分析计算结果 26

3.6.1 变形分析 26

3.6.2 应力分析 27

第四章     总结 29

参考文献 30

致谢 31

附录A 命令流 32

附录B 连杆建模分析过程图 35