連桿結(jié)構(gòu)分析及其性能優(yōu)化設(shè)計的研究

1、連桿結(jié)構(gòu)分析及其性能優(yōu)化設(shè)計的研究連桿結(jié)構(gòu)分析及其性能優(yōu)化設(shè)計的研究ResearchofStructureAnalysisPerfmanceOptimizationDesignofConnectingRod領(lǐng)域：動力工程作者姓名：楊開會指導(dǎo)教師：趙昌普副教授企業(yè)導(dǎo)師：景華陽高工天津大學(xué)機械工程學(xué)院二○一五年五月萬方數(shù)據(jù)I摘要本文的目的是根據(jù)生產(chǎn)過程中的實際運行工況參數(shù)，對小型通用汽油機連桿組件進行優(yōu)化設(shè)計，盡可能達到質(zhì)量較輕、體積較小，

2、外形布局合理，最大程度緩解連桿大、小頭與桿身過渡區(qū)的應(yīng)力集中現(xiàn)象。運用CATIAV5實現(xiàn)小型通用汽油機連桿的參數(shù)化三維實體特征建模，并進行了有限元分析。由于CATIA是CADCAE一體化的設(shè)計與分析平臺，這樣就不存在實體模型向有限元模型轉(zhuǎn)化過程中數(shù)據(jù)丟失、特征損壞等現(xiàn)象。運用CATIAV5在對連桿組件進行有限元分析時，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)?？紤]了單元尺寸、單元類型對網(wǎng)格質(zhì)量的影響。通過C

3、ATIACAE對小型通用汽油機的連桿進行結(jié)構(gòu)強度及剛度變形分析和動態(tài)性能分析?？梢栽谠O(shè)計過程中邊進行設(shè)計邊進行分析，使分析的數(shù)據(jù)結(jié)果充分地反映到設(shè)計上來，真正體現(xiàn)CAE為實際生產(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。同時大小端過渡圓弧的優(yōu)化減緩了連桿過渡圓弧處的應(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