基于ANSYS的发动机曲轴有限元模态分析

基于ANSYS的发动机曲轴有限元模态分析

胡木林

【摘要】摘要:通过曲轴建模,运用ANSYS有限元分析软件对曲轴的模态进行分析,分析了曲轴各阶模态的固有频率和振型,研究发现,在受到约束条件下,曲轴的振动频率较自由状态自激频率出现较大的增加,而且曲轴的弯曲共振频率在1 000~1 200 Hz之间,曲轴的扭转共振频率在1 900 Hz以上,为曲轴的优化设计提供了理论依据。

【期刊名称】宿州学院学报

【年(卷),期】2017(032)004

【总页数】5

【关键词】发动机曲轴;ANSYS;模态分析;有限元分析

曲轴是发动机重要组成零部件之一,在发动机工作过程中,曲轴与连杆相结合,使得活塞冲压汽油喷雾,进而汽油燃烧产生的内能转化成传动轴的转动动能,最终实现动力机构的运动[1]。它的工作环境比较恶劣,一直处于汽油冲击内能冲击压力、传动轴转动惯性力的周期性载荷作用中,极易出现塑性变形、疲劳失效等情况,因此,保证曲轴的强度对于保证发动机整体性能,提高发动机的使用寿命有非常重要的作用[2]。据分析,当发动机内曲轴的激励振动频率与某阶固定频率相近或者相等时,曲轴极易产生共振现象,进而产生较大的应力,发生较大的应变,对发动机整体性能产生极为不良的影响,因此,对发动机曲轴进行模态分析,进而确定其共振频率,对于发动机稳定性具有非常重要的意义,而且对曲轴在周期性载荷作用下的应力、应变变化规律进行分析,为曲轴的进一步优化设计提供理论依据,也为曲轴的动力学分析研究奠定基础。

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