1。2  国内外研究现状与发展趋势

1。2。1 加工技术现状

1。2。2 强度计算发展

1。3 设计研究任务及主要内容

   掌握曲轴的建模和强度计算。

  （1）理解三维参数化建模的含义，看懂给定机型的CAD图纸，并根据图纸学会运用UG软件对柴油机曲轴进行三维参数化建模设计；

  （2）对曲轴的在运动过程中的受力有充分的理解，并利用力学运动学以及机械原理相关知识对其进行力的分析；

  （3）学会用有限元分析的方法对曲轴进行强度校核，并能知道相应工况下曲柄销的载荷情况。

第二章  软件及研究方法介绍

    本设计主要运用了两种新的软件，分别是UG（建模软件）和ANSYS（强度分析软件）。

    UG8。0是一种三维参数化建模软件，它囊括了很多其他建模软件的优点，算是世界上最先进的设计软件了。它被广泛应用于汽车制造，机械电子等工程领域。它的操作界面基本包含8类工具栏，分别是标准工具栏，视图工具栏，应用模块工具栏，曲线工具栏，编辑曲线工具栏，曲面工具栏，特征工具栏以及编辑特征工具栏。用UG对曲轴进行建模的优点如下，首先，UG强调的设计理念是参数化设计，通过变更参数数值来确定模型的形状大小，不仅如此，现在的无参数设计对于NX软件也是没有任何限制的，所以说用UG来进行建模是非常灵活方便的。

    ANSYS有限元分析软件是一个非常强大的软件，它有非常多的优点。第一，它可以和各类CAD软件无缝集成；第二，它有非常强大可靠的网格划分能力；第三，它有强大的后处理能力，无论是图，表还是动画都可以轻松解决；第四，它的程序具有很好的开放性，具体表现在可扩展用户，APDL语言第二次开发功能以及版本的升级等等。论文网

    有限元分析是一种非常实用的分析方法，它可以将复杂的问题先用简单的问题来替代，这样近似得出我们最终需要的结果[3]。这里与之相关的便是有限单元法，它是一种模拟的方法，用数学近似方法对真实物理系统进行模拟。使用这种方法只是用简单问题作为替代以计算方便。有限元计算精度非常之高，因此它是现在使用率极高的一种工程分析手段[4]。有限元通俗地来说就是一个离散单元，它能够集合已知的实际连续域。有限元法算是数值计算方法中非常准确有效的了，它强化了人们对于工程机械零件参数的理解和设计。

    早在几百年以前，有限元的概念就已经产生并在世界各地得到了广泛的应用。而对柴油机的强度分析研究也是有限元分析最早涉及的领域之一[5]。在现代科技化生活中，有限元分析因其方便的研究过程和最后得到的精确结果，不仅被广泛应用于传统的工程结构强度分析领域，还被扩展应用到很多其他科学技术领域，成为一种丰富多彩，应用范围极其之广的数值分析方法，除此以外，最重要的是他的精确程度，可以说是广受好评。

    曲轴是发动机中最重要的零件之一，它所承载的力特别复杂，并且它在柴油机部件中算是非常容易损坏的零部件之一。根据我们所学力学及内燃机机械相关知识可知，周所受应力最大最集中的地方一般都是在过渡圆角区域。柴油机在运作的时候，曲轴内部经常会产生各种复杂的力，例如弯曲应力和扭转应力。在这些力的作用下，曲轴极易发生弯曲或是扭转变形，随后，过渡圆角的地方便会产生应力集中。如果柴油机运行时间太长，那么，毋庸置疑，曲轴疲劳形变并产生裂纹。就这样，曲轴的形变积累的越来越多，形变越来越大，裂纹越来越严重。对于以上所说的问题，我们必须在强度校核时格外重视。只有相对准确地得校核出设计曲轴的强度，判断其是否符合要求，才能对曲轴的发展做出贡献，并且这也是我进行本毕业设计的初衷。