3。2  曲轴的疲劳损坏形式 6

3。2。1  弯曲疲劳裂纹的产生 7

3。2。2  扭转疲劳裂纹的产生 7

3。2。3  弯曲--扭转疲劳裂纹 7

3。3  曲轴的结构型式 8

3。4  曲轴的材料 8

3。5  曲轴的建模过程 9

3。6 本章小结 24

第四章 曲轴的强度校核 26

4。1 曲轴连杆机构的运动介绍 26

4。2 曲轴模型的材料参数 27

4。3 曲轴载荷分析 27

4。3。1 边界条件 27

4。3。2 解方程得出载荷函数 27

4-4 强度校核 29

4。4。1应力计算： 29

4。4。2 应力集中系数计算 31

4。4。3 强度校核最终结果 32

4。4 本章小结 32

第五章 曲轴的有限元分析 33

5。1 几何模型的建立 34

5。2 曲轴有限元模型的建立 34

5。2。1。 导入几何模型 34

5。2。2。 定义单元 35

5。2。3。 定义材料参数 35

5。2。4。 画网格 37

5。3 约束边界条件 40

5。4。 力边界条件 41

5。5。 重力及离心加速度 42

5。6。 求解和后处理 43

5。7 结果分析 46

结  论 48

致  谢 49

参考文献 50

第一章  绪论

1。1 选题的目的及意义

    现如今，柴油机技术的发展速度越来越快，不仅如此，它所被应用的领域也更加全面广泛。目前，对于动力机械来说，所有机械的工业化应用里，热效率最高，能源利用率最好的就是柴油机，而且还有一个突出的有点就是它的节能性。对于柴油机来说，曲轴是它的核心部件，它的功能就是接收活塞以及连杆传过来的气体力，将其转变为转矩，以用来使机体的传动系统正常有序得工作。这对柴油机甚至整个工程机械领域都有着重大的意义。我们都知道，曲轴的工作情况并不简单，反而极其复杂，它是在很多条件的组合下工作的，包括燃气作用力进行周期变化、惯性力的往复运动和旋转运动以及它们相对应的力矩。所以曲轴承受着很复杂的扭转应力和弯曲应力。   

    在柴油机中，曲轴是很关键的零件，为什么这么说呢，因为曲轴在柴油机中的作用是承受冲击载荷的作用，随后将其转化并传递动力。不仅如此，在加工工艺方面，曲轴也是柴油机部件中最难保证加工质量的零件[1]。无论是在材料尺寸的要求方面，还是加工工艺的选择和后续处理方面，对曲轴的要求都非常严格。正因如此，我们不难看出，柴油机曲轴是柴油机很重要的运动部件之一。与此同时，它的工作状况也是非常恶劣的，其中任何一个环节做的好坏都会影响曲轴的寿命以及机体运行的可靠性。曲轴若因强度问题出现疲劳断裂的话，之后其他部位的零件也会随之损坏,严重时说不定会对人类生命安全造成威胁,在这样的背景下,曲轴的强度问题就显得举足轻重了。然而,人们若要准确预测出曲轴的强度还是有一定的困难的。对于当今企业及员工来说，寻求一种可靠准确的曲轴强度才是最重要的。正因如此，世界各地都非常重视曲轴的加工，工程师都在不持续改进曲轴的加工工艺，来最大程度增加曲轴的使用寿命。曲轴的它的主要失效形式有两种，分别是轴颈磨损和疲劳断裂。对于内燃机来说，其曲轴部分的结构形状以及主要尺寸和内燃机曲轴的抗弯疲劳强度以及扭转刚度是密切联系的，随着内燃机不断的发展与强化，要求我们必须在设计时准确选择曲轴的结构和形式，并且要根据设计要求合理选择尺寸、材料与工艺，从而获得满意的效果。因而在内燃机曲轴设计时，我们必须格外重视内燃机在结构强度这方面的问题。