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1. 研究目的与意义（文献综述）
1.1目的及意义
曲轴是发动机最重要的部件之一，其强度、刚度可以决定发动机的性能，只有强度、刚度合格的曲轴才能保障发动机的正常运行。曲轴的功用是承受连杆传来的力，并由此造成绕其本身轴线的力矩。随着汽车发动机性能的不断优化，曲轴工作的环境也越发苛刻，对发动机曲轴的性能也提出了更高的要求。在发动机工作中， 曲轴受到旋转质量的离心力、周期性变化的气体压力和往复惯性力的共同作用，使曲轴承受弯曲与扭转载荷。为了保证工作可靠，要求曲轴具有足够的刚度和强度，各工作表面要耐磨而且润滑良好。发动机曲轴在工作时需要高速旋转，由此产生的周期性动载荷会在曲轴内部造成相应的交变弯曲应力和扭转应力，特别容易造成过渡圆角等应力相对集中的区域疲劳失效。曲轴的疲劳失效是发动机最常见的故障之一，由此造成的事故也时有发生，因此对发动机曲轴进行相关的强度分析具有十分重要的意义。本文将针对乘用车的某型号汽油发动机，分析曲轴在静、动载荷作用下的应力应变情况并对曲轴进行模态分析，为曲轴的优化设计提供一定的参考。
2. 研究的基本内容与方案
针对上汽大众2019款途观L 330TSI自动两驱智动豪华版EA-888DKV发动机，根据已有参数，建立曲轴三维模型，绘制二维工程图。用有限元的方法对曲轴进行静态分析和动态分析，得到关键部位的应力应变情况，并对结果进行讨论，提出优化设计的方案，最后完成设计说明书。
主要问题的解决方法：
1.手动计算或参考已有文献确定曲轴的构型、尺寸和公差等；
2.利用CATIA建立曲轴的三维模型，利用CATIA和AutoCAD完成二维零件图和装配图；
3.根据发动机不同工况，确定曲轴的边界条件；
4.对曲轴进行模态分析，确定系统的微分方程；
5.利用ANSYS对曲轴模型进行网格划分；
6.利用ANSYS计算曲轴在静载荷下的应力应变情况；
7.利用ANSYS计算曲轴在动载荷下的应力应变情况；
8.利用ANSYS对曲轴进行模态分析，计算曲轴的前10阶模态；
9.通过仿真结果与设计标准或材料力学参数对比来评价设计的合理性并提出改进方案。
| 确定曲轴的结构及尺寸参数 |
| 利用CATIA建立曲轴三维模型 |
| 利用ANSYS对曲轴模型进行网格划分 |
| 机械边界条件 |
| 系统微分方程 |
| 应力应变分析 |
| 模态分析 |
| 结果分析 |
| 总结 |
| 优化 |
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3. 研究计划与安排
| 时间节点 | 任务要求 |
| 1-2（7 学期第18、19周） | 确定毕业设计选题、完善毕业设计任务书(相关参数)、校内外资料收集 |
| 3-4（8 学期第1-2周） | 方案构思、文献检索、完成开题报告 |
| 5（8学期第3周） | 外文翻译、资料再收集 |
| 6（8学期第4周，3月19日） | 开题答辩
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| 7～8（8学期第5-6周） | 设计计算、草图绘制 |
| 9～11（8学期第7-9周） | 图样绘制、编写设计计算说明书（论文） |
| 12～15（8学期第10-13周） | 图样及论文整理；关注组中期检查 |
| 毕业实习两周（8学期第11-12周） | 校外实习或线上实习、资料收集、完成实习报告 |
| 16（8学期第14周） | 学生提出答辩申请，作答辩准备，资料袋整理；答辩资格审查，查重；教师审阅图纸、说明书 |
| 17（8学期15周） | 参加答辩 |
4. 参考文献（12篇以上）
[1] 李杰群，王建平，林立原，王怀志. 基于ansys的某增程式发动机曲轴的静力学与振动模态分析[j].新乡学院学报,2017,34(09):48-51.
[2] 贺洋洋，申琪，郭昌盛，张昌明 ，熊超，邢思. 汽车发动机曲轴有限元分析及优化设计[j]. 陕西理工大学学报（自然科学版）,2018,34(02):07-11.
[3] 柏楠. 基于ansys的发动机曲轴研究[j].内燃机与配件,2018,03(04):09-11.
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