5。2 ANSYS 优化设计的过程 34

5。3 连杆的最优化设计 35

5。4 基于 ANSYS 的 GUI 的连杆优化设计方法 35

5。4。1 构建连杆的优化分析文件 35

5。4。2 连杆优化控制文件的构建 36

5。4。3 连杆优化设计计算的流程 37

5。5 连杆的优化结果及其校核分析 38

5。5。1 优化结果 38

5。5。2 体积变化分析 38

5。5。3 疲劳分析 40

5。5。4 强度校核 41

5。6 本章小结 43

结论与展望 44

致谢 45

参考文献 46

第一章 绪论

1。1 柴油机连杆组设计计算的意义

柴油机连杆组在工作中承受着复杂的载荷，这对连杆组的机械性能有很高的要求， 因此连杆应拥有可靠的抗疲劳强度和结构强度，而且连杆的质量应尽可能的轻来减少惯 性力对连杆工作过程产生的影响。运用传统设计不能达到连杆轻且可靠的要求，用传统解析法对连杆的应力以及应变情况分析，分析结果误差较大。先在 Pro/E 里建立包括连 杆衬套、活塞销、轴瓦在内的连杆组装配三维实体模型，然后导入 ANSYS 中，因为部件 之间的接触关系和装配预紧力，运用传统静力学对连杆的装配工况、最大拉伸和最大压 缩工况，进行精细三维接触有限元分析计算。获得各工况下连杆组的应力分布和变形情 况，对连杆的可靠性进行验证，并对连杆的疲劳强度进行校核。论文网

对连杆组优化设计的目的是：在保证足够的刚度、强度和稳定性下，最大化的达到 体积小、质量轻、形状合理，且尽可能地减少过渡区的应力集中。这些分析计算会为继 续研究 4V-105 型柴油机连杆组的动态性能以及深层优化连杆大小端提供较价值的依据。 这样可以减少实验验证过程，减短开发周期，减少设计成本，提高设计效率。

1。2   连杆组设计计算的国内外现状

1。3   连杆组设计计算的具体内容

提前学习 Pro/E 以及 ANSYS 这两个应用软件，试着在 Pro/E 中建立简单模型然后学 习如何把 Pro/E 中的三维模型导入 ANSYS 中；（2）收集分析有关资料，分析 4V-105 型 柴油机连杆以及其组件的具体结构参数；（3）根据 4V-105 型柴油机连杆组的结构参数 在 Pro/E 中建立其模型，然后导入 ANSYS 中；（4）在 ANSYS 软件中对 4V-105 柴油机连 杆组划分网格、选取接触单元，然后进行加载并求解，再进行应力场分析，计算出连杆

的最大应力、应变，利用 ANSYS 的有限元分析和计算机图形表格功能，显示应力图、 变形图以及数据图表；（5）根据 ANSYS 中的分析结果对 4V-105 型柴油机进行结构优化；

（6）对优化后的连杆进行强度、结构校核。

第二章 连杆组有限元模型的建立

2。1 连杆组有限元分析理论基础

2。1。1 有限元分析法的基本步骤

1。物体离散化

把某个零部件离散为由不同单元构成的计算计虚拟的模型，通过节点来连接离散后 的各个单元，而研究问题的性质、计算精度以及研究的不同形状模型的分析要求决定了 单元节点的数目和性质。