ANSYS对零部件设计中的解决方案.doc

ANSYS对零部件设计中的解决方案2005-7-19IT168  本文中非常具体的介绍了Ansys仿真软件在一种零件中的应用。很有借鉴作用。    1、发动机机体    发动机机体同时承受高着热负荷和机械负荷工作,本质上是多物理场偶合工作体,ANSYS多物理场分析的功能为发动机的分析提供了完整的解决方案。    ADAPCO公司用ANSYS详尽地进行了某V6发动机机体的热分析、结构分析、动力分析和热-结构耦合分析(图13,14)。对产品开发作用特别明确。图13V6发动机实物  图14发动机整体模型        活塞、曲柄连杆等运动件是高热/机械负荷部件,因为往复运动,其质量对整个发动机性能非常重要。ANSYS分析热和机械载荷下的形状及应力为设计提供依据。图15曲柄连杆机构的柔体运动学、动力学分析    连杆强度向来是发动机设计关键,ANSYS柔体-柔体接触计算功能可以准确模拟连杆与大头盖、主销、曲柄销间联合工作状况。这是ANSYS系统分析功能和强大的接触功能体现。    ANSYS曲轴结构分析和模态分析功能计算出曲轴扭转与弯曲模态,通过频率优化达到减震效果。ANSYS的疲劳计算功能,精确的计算曲轴传统疲劳强度,同时还可计算出曲轴的强度因子,从而预测疲劳裂纹的产生及疲劳寿命。应用ANSYS对曲轴轴颈及油膜进行流-固耦合分析评价高曲轴的耐磨性。    曲轴连杆机构运动件的重量优化设计,不仅是节省材料及发动机重量降低,运动件质量对改善发动机整体的工作状况特别有效,ANSYS形状优化的功能可以对活塞内腔、活塞销孔、连杆形状、曲轴圆角和曲柄臂尺寸进行优化设计。    :    缸盖、箱体、缸套    机体、缸盖的热分析特别重要,热疲劳是失效和“拉缸”主要原因,为保证可*性与耐久性,应用ANSYS分析机械和热负荷下的刚度、强度是设计师的首选。ANSYS可准确地计算出机体的自振频率及模态。以控制噪声源。此外ANSYS可模拟机体的热冲击实验、热-结构耦合分析可计算出机械负载、热负荷双重作用下机体的变形,应力分布。流体-结构偶合分析轴承油膜状态进行润滑系设计等等。图16缸盖、箱体分析图17上海柴油机公司利用ANSYS热分析功能模    拟某型号发动机机体热冲击实验,根据分析结果改进结构,效果明确。    :    进排气门、气门弹簧、摇臂、推杆、挺杆、凸轮轴、正时齿轮    配气机构影响发动机性能,要求进行精确计算。ANSYS系统分析能够考虑配气机构中各个部件的弹性变形,从而取得比刚体假定更精确凸轮-气门规律。图18大连机车车辆厂利用ANSYS结构分析    找到了构摇臂座裂纹发生的原因。提出改进方法。    气门弹簧承受高频交变载荷,伴随着多气门设计的发展趋势,弹簧尺寸限制更大,ANSYS非线性瞬态动力分析及疲劳分析的功能,可较好地解决非线性变节距弹簧高应力破坏及疲劳损坏问题。排气阀受高速冲击载荷、受高温燃气冲刷,ANSYS热-结构耦合分析可仿真,热疲劳分析预测可*性都是十分有效。图19进气螺旋图  图20消声器热分析图        图21增压器涡轮分析    配气机构分析中存在着大量的接触问题,ANSYS高级接触单元、接触向导、智能化接触参数设置的功能引导设计工程师方便、有效、快速地进行配气机构的非线性分析,解除了计