基于AWE的发动机连杆有限元分析.pdf

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1、机械设计与制造第7期224MachineryDesign&Manufacture2013年7月基于AWE的发动机连杆有限元分析王裕林(中国民航飞行学院新津分院，四川成都61】430)摘要：连杆作为航空活塞发动机组成的重要传动零件之一，在交变载荷的作用下，连杆容易发生疲劳断裂。以某型航空发动机连杆为研究对象，采用Pro／E建立连杆的三维模型，将模型导入到ANSYSWORKBENCH软件中，采用智能网格划分法进行网格划分。通过连杆载荷的受力分析，建立连杆受到最大拉伸与最大压缩两种工况的有限元模型，采用了模拟对连杆小头面约束的约束条件，进行有限元分析得到连杆的应力、应变分布情况，找

2、出危险部位，为连杆失效分析提供理论基础关键词：发动机；连杆；ANSYS；有限元法中图分类号：TH16文献标识码：A文章编号：1001—3997(2013)07—0224—03FEAforConnectingRodofEngineBasedonAWEWANGYu-lin【CivilAviationFlightUniversityofChinaXinjinSub—College，SiehuanChengdu611430，China)Abstract：ConnectingRodisoneofthemostimportanttransmissionpartsinaircraftpis

3、tonengines，undertheactmnofalternatingload，connectingrodareproneto喀fracture．hpresentsathree-dimensionalmodelforaconnectingrod(acertaintypeofaviationenginecreatedbyPro／E，andthemodelisimportedtoANSYSWORKBENCH$oftware，andsmartgridpartitionmethodisusedformeshing．Throughconnectingrodloadstressana

4、lysis，itbuildsthefiniteelementmode1．forthem~imumtensileandm~imumcompressionconditions，thenproceedstotheanaly：~isoffiniteelement，togetthestressandstrainoftheconnectingrod，findoutthedangerousparts，proyidingtheoreticalbasisforfailureanalysisofconnectingro&KeyWords：Engine；ConnectingRod；ANSYS；Fi

5、niteElementMe~odl引言好的模拟连杆在工作过程中的受力与变形，简化三维模型是有必要的。将连杆体与连杆盖看为一整体，不考虑螺栓的联接与衬套、连杆是航空发动机组成的重要传动零件之一，它的作用是轴瓦与连杆的接触。连接活塞与曲轴，将活塞的往复直线运动转化成曲轴的旋转运动并输出。在膨胀行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并通过曲轴对外输出动力，而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。工作时连杆承受混合气体的爆发力、摆动惯性力和往复惯性力的作用，其受力不仅有大小的变化，而且有方向的变化在复杂的交变

6、载荷的作用下，连杆容易发生疲劳断裂，失效的连杆会撞坏发动机内部机件从而导致整个发动机失效。利用Pro／E建立发动机连杆的三维模型，然后利用ANSYSWORKBENCH对连杆受到最大拉伸和最大压缩两种工况进行有图1连杆的三维模型限元分析，计算得到连杆的应力云图，找到连杆的危险位置，为连Fig．1Three-DimensionalModelofConnectingRod杆失效分析提供理论依据。2_2有限元模型的建立2连杆有限元模型的建立将连杆的Pro／E模型导人到ANSYSWORKBENCH中。连杆2．1PR(3／ENGINEER建立三维模型材料为45#钢，密度7850。弹性模量

7、，白松比0．24，抗拉强度采用PRO／ENGINEER对发动机连杆进行三维建模，如图1600MPa，屈服强度355MPa。网格划分采用智能网格划分法，采用所示。连杆组件包括连杆体、衬套、轴瓦、连杆盖、螺栓等，为了更solid45单元嘲，精度为三级，如图2所示。来稿日期：2012—09—10基金项目：中国民用航空飞行学院青年基金项目(Q20I1-87)作者简介：王裕林，(1986一)，男，江西吉安人，工学硕士，助理工程师，主要研究方向：机械设计及制造第7期王裕林：基于AWE的发动机连杆有限元分析225=(