多缸机曲轴强度研究中的三维有限元法

针对用三维有限元法对多缸机曲轴进行强度计算时很难确定其边界条件的情况，以截断法、连续梁法计算所得结果，用多种模型及边界条件进行计算比较，对三维有限元法在曲轴强度计算中的有效应用进行了探讨．     

基于有限元法的边界条件处理对曲轴强度计算的影响

用传统的力学分析方法分析机械设备的复杂零部件的强度和刚度时,精度低,不能满足生产需要,无法正确反映曲轴在一个工作循环内各瞬时的应力分布,于是有限元法就应运而生。本文对载荷和位移边界条件处理对曲轴有限元分析结果的影响研究,说明了边界条件处理在曲轴计算中的重要性。     

基于SolidWorks的剪切机曲轴强度分析

曲轴强度分析是剪切机设计的一个关键环节,直接决定了剪切机工作性能.针对传统曲轴校核经验算法计算过程繁琐,存在着大量的假设,与实际曲轴工作条件相比存在较大误差问题,为了符合实际情况的曲轴校核,增强剪切机的可靠性,处理曲轴几何形状、边界条件、作用载荷等影响因素,对曲轴进行了基于SolidWorks三维实体建模,对整根曲轴采取了有限元法计算曲轴的应力,并对曲轴强度进行了校核.得出结论,曲轴所受的实际最大应力并非在曲轴与连轩接触面的中间处,而是在齿轮与轴结合面的轴间处.     

G170柴油机曲轴有限元分析

阐述了有限元法的基本理论,并介绍将有限法应用于Ｇ１７０柴油机曲轴的强度和刚度分析方法,应用Ｉ－ＤＥＡＳ软件对连杆计算模型进行计算,得曲轴应力和变形分布图,并对结果进行了分析。     

基于非线性多体动力学和有限元法的柴油机曲轴动态强度分析

为更准确地分析曲轴在运行工况下的动力学响应特性,采用Pro/E 3D软件对CA4D32柴油机曲轴、轴承等部件进行三维实体有限元建模,并将模型导入非线性多体动力学分析软件AVL Excite,添加连接单元,建立轴系非线性多体动力学模型,计算了一个工作循环的主轴承载荷变化.将非线性多体动力学轴系位移量计算结果作为曲轴三维实体有限元精细模型的载荷边界条件,完成了一个循环曲轴动应力计算.结果表明,与刚性体的分析方法相比较,采用非线性多体动力学分析方法可获得更接近实际的有限元模型的载荷边界条件,提高了曲轴强度的计算精度.     

基于ANSYS的R175A柴油机曲轴应力分析

用ANSYS前处理建立曲轴三维实体模型、网格划分，划分结果译码成有限元计算需要的数据。计算曲轴受拉、压两种工况，经载荷和约束处理，应力结果由ANSYS求解器得到，利用已知应力对曲轴强度进行校核，校核结果和实际情况一致。     

内燃机曲轴扭振多体动力学分析

基于虚拟样机技术,采用结合有限元法(FEM)的多体系统仿真(MSS)方法对汽车发动机曲轴进行扭转振动分析。建立了包括柔性体曲轴在内的内燃机曲轴系统的多体动力学模型。根据多体动力学进行模拟仿真计算,分析了内燃机曲轴扭振的特点。     

基于FEM及KIVA的内燃机耦合部件传热建模

为了更为准确地对内燃机耦合部件三维燃烧过程进行模拟,开发了一种内燃机燃烧室耦合部件三维传热有限元法（FEM）计算程序.建立了内燃机气-固传热模型;通过将该模型应用于KIVA程序,可获取用于有限元计算的燃烧室壁面的三维瞬态燃气温度分布及对流换热系数分布.以汽油机LJ377MV为例,计算了内燃机耦合部件的稳态温度场及瞬态温度场,结果表明：壁面附近瞬态温度边界条件的不均匀性对内燃机耦合部件稳态温度分布及瞬态温度波动有着重要影响.     

柴油机曲轴静强度有限元分析与优化

为分析某六缸柴油机曲轴的安全可靠性,建立曲轴三维模型,使用有限元法分析其静强度下应力分布,并依据分析结果进行设计优化。首先,使用HyperMesh建立曲轴网格模型,然后使用Abaqus计算曲轴静强度应力云图,并对应力最大处安全系数进行校核。结果表明:连杆轴颈圆角处疲劳安全系数不符合要求,易产生疲劳破坏。在分析结果的基础上,以保证曲轴应力安全为目标,以曲轴质量为约束,通过分析有限元数据,分别得到轴颈直径与安全系数和质量之间的拟合公式,获得满足目标和约束的最优轴颈直径。     

渗流引起强度降低的三维强度折减有限元程序

在探索耦合理论基础上，研制出了一个考虑渗流场和由于泡水含水量变化引起岩土体强度参数降低的三维强度折减有限元程序。通过实例计算并与传统极限平衡法实例计算分析结果对比研究，对抗剪强度折减有限元法分析边坡稳定问题的适用性进行了评价，得出采用三维强度折减有限元法确定考虑渗流场和由于泡水含水量变化引起岩土体强度参数降低的边坡稳定性安全系数是可行的结论。     

计算内燃机曲轴系动态特性的新方法

针对曲轴中主轴颈和连杆轴颈结构简单、曲轴臂结构复杂的特点，将传递矩阵计算方法与有限元计算方法结合，提出一种计算曲轴动态的新方法。用该方法计算１３０单缸柴油机曲轴横向振动频率，与实测吻合较好。     

利用小波分析技术研究燃烧压力高频振荡

为研究内燃机缸内压力高频振荡的机理以及压力高频振荡对燃烧噪声的影响，利用小波分析提取缸内压力高频成分，确定缸内压力高频振荡出现的范围．用有限元方法计算不同曲轴转角下对应燃烧室空腔声模态，用声响应法测量不同曲轴转角下燃烧室空腔声模态，并对计算值和测量值进行比较和修正．对实测的缸内燃烧压力信号进行了分析．有限元计算结果与模态试验结果较吻合，声模态修正后的结果能很好地解释缸内燃烧压力高频振荡．研究表明，缸内燃烧压力高频振荡是燃烧室空腔共振引起的，燃烧压力高频振荡是影响燃烧噪声的重要因素．     

混凝土重力拱坝下游面裂缝断裂稳定性初析

根据线弹性断裂力学理论，将裂缝作为边界条件，应用空间有限元法计算陈衬重力拱坝下游面１０５高程的大裂缝（以下简称１０５裂缝）在水压和温度作用下的缝岸位移和缝端及远场应力。继而分别采用直接法和应力集中法计算缝端应力强度因子。通过对类似工程试验资料的归纳处理，用非线性参数估计法建立临界应力强度因子与裂缝深度的数学关系表达式，通过处延，从而判别１０５裂缝的断裂稳定性。     

采用无网格伽辽金法求解电容层析成像正问题

由于有限元法求解电容层析成像正问题的计算准备及后处理非常费时，对正问题的三维求解造成了瓶颈，为此，提出采用无网格伽辽金法求解电容层析成像正问题，获得正问题的弱变分形式，并用拉格朗日乘子法施加边界条件，从而得到数值解．在同样的仿真条件下，2种方法的计算时间分别为14．046S和5．078S．对5种典型流型进行仿真，结果表明，2种方法计算结果的最大相对误差为2．25％．因此，无网格伽辽金法与有限元法具有相当的精度，且计算速度有较大提高．     

邱家焉隧道进口滑坡稳定性分析

对邱家焉隧道进口的滑坡体通过工程地质勘察后表明,该滑坡处于极限平衡状态。采用Bishop法参数反演和直快剪试验结果,分别用二维、三维极限平衡法和二维、三维有限元法,对该滑坡进行稳定性计算。结果表明:用三维有限元法计算稳定系数,参数选用小值平均值较为合理。二维有限元法及二维、三维极限平衡法计算稳定系数参数选用反演值较为合理。其他方法及参数取值计算所得的稳定系数均小于1,说明该滑坡已产生滑动,结果不合理。最后根据三维有限元法的计算结果,考虑公路工程的安全系数,计算其剩余下滑推力,提出了采用抗滑桩支挡的处理措施。     

大型除灰泵曲轴强度和刚度计算工况的优化确定

本文针对大型除灰泵曲轴断裂问题,采用最优化方法确定了除灰泵曲轴静强度和刚度以及疲劳强度计算的工况。通过建立目标函数σ_i=f(x,θ)和σ=F(x,θmax,θmin),经优化计算得出了三曲拐二支点曲轴强度和刚度计算的合理工况,以及三曲拐二支点曲轴的受力特性曲线。在所确定工况下,应用有限元法对所研究除灰泵曲轴进行强度和刚度分析的结果和现场使用情况完全吻合,证明了计算的正确性和所确定强度及刚度计算工况的合理性。     

二冲程内燃机扫气流场的数值模拟

用分块结构化网格对二冲程内燃机的扫气流场进行了三维数值模拟，在缺内代数方法生成贴体网格，用ＡＬＥ法求解控制方程组，提高了离心力源项的计算精度。通过在一个两气口气缸模型上进行的大量数值实验，探讨了数值计算中出现的问题及解决方法，模拟了两种二冲程发动机的扫气过程，其结果与实验对比是令人满意的。     

ZW型液化石油气压缩机曲轴仿真分析与设计

曲轴是活塞式压缩机的关键零部件之一,对压缩机曲轴的疲劳强度进行准确的分析可以极大地提高压缩机的运行可靠性。以ZW-0.8/10-16风冷立式双缸单作用液化石油气压缩机为例,首先利用Solidworks软件建立了曲轴的三维模型,接着通过对压缩机曲轴的有限元分析,得到了曲轴疲劳破坏的危险点。最后利用ANSYS软件建立优化模型并对优化后的曲轴强度进行了验证。结果表明,有限元法可以较准确地对曲轴进行疲劳分析,进而对曲轴的设计和改进提供理论依据。     

舰艇振动声学特性数值分析

交替运用结构有限元法与声学边界元法，对某型艇振动声学特性数值问题进行了研究，建立了全船三维有限元分析模型，通过频响分析计算，获得结构振动响应特性参数，以船体结构频响分析计算结果为声学边界条件，建立了全船三维边界无声学分析模型，并采用直接边界元法，对全船近场声学特性进行了计算，对比计算结果与实例数据表明，该计算方法是可行的，计算精度满足工程需要。     

柴油机曲轴应力状态的计算与分析

本文以６１８０柴油机整个曲轴作为有限元计算模型,将曲轴离散为三维２１节点和１６节点单元及边界元,通过适当选取受力条件与约束条件,在大型机上完成了曲轴的有限元强度计算。本文还采用电测法对该曲轴应力状态进行了测量。计算结果与实验结果吻合较好。