基于ANSYS的曲轴性能分析及其优化设计开题报告

1. 研究目的与意义

随着环境问题的日益严重，发动机的技术等要求日益精进，高效率低油耗方向是科研工作者的方向。

发动机的核心零部件在发动机正常工作工况下的部分转速区间内发生不正常的共振，其造成的动位移与动应力将是静态载荷下的几十倍，将会对发动机的正常工作造成致命的伤害，曲轴作为发动机核心部件，其强度和寿命对发动机能否正常工作起动至关重要的作用，加上发动机曲轴恶劣的工作条件，这成为了曲轴恶劣使用条件影响因素。

因此曲轴结构强度研究的重点是弯曲疲劳强度，设计发动机曲轴的时候，要使其各摩擦表面耐磨，同时给予各表面尽可能好的工作条件。

2. 课题关键问题和重难点

曲轴是内燃机十分重要的关键部件之一,曲轴的模拟计算是有着巨大意义的研究方向。

本毕业设计以汽车发动机为载体,计算分析了曲轴的静态性能和动态特性,并利用试验优化技术对曲轴进行了改进设计和多种方案的试验比较,得到了试验指标下的显著性影响因素，为今后的曲轴设计提供了一些科学依据和可行性方案。

2.1 关键问题：（1）确定某发动机曲轴的形式设计该曲轴的结构，计算曲轴的设计参数，根据发动机的总体设计要求，结合类似发动机的结构，对曲轴的结构进行设计，查找机械设计手册、汽车设计手册，计算相关参数；（2）根据发动机曲轴形式与相关参数要求建立模型首先要利用设计的曲轴形式与之前计算的设计参数在三维建模软件上设计出对应的曲轴模型，通过查找资料对比是否符合要求，仔细分析建立的模型的优缺点，不断改进缺点，直到符合要求。

3. 国内外研究现状（文献综述）

3.1有限元方法介绍有限单元分析法即将原本很复杂的整体结构离散成有限个单元体，单元与单元通过节点连接，这就是有限元分析中网格划分的过程。

每一个单元所假设的近似函数来分片表示全求解域内的未知场变量，从而将无穷多自由度的问题转换有限自由度的问题。

通过对结构内部的每一个单元进行分析然后组装得到总的结构刚度方程。

4. 研究方案

（1）根据相关法律规定的要求，查阅相关技术手册，阅读各类相关文献和进入汽车修理厂询问发动机曲轴数据结合汽车具体型号确定发动机曲轴的相关参数，用现有的研究基础作为基础，并使用相关人员近年与之相关的科研成果及应用现状分析为此提供必要的依据，来确定各项参数。

（2）依据相关参数，运用ug软件建立曲轴的三维模型。

（3）利用仿真软件ansys对曲轴进行仿真分析，对曲轴抖动和应力应变以及温度、磨损情况分析出其结果，并在保证汽车安全性动力性的情况下尽可能的做到轻量化。

5. 工作计划

毕业设计前一学期末完成英文翻译，收集、查阅、文献资料,撰写开题报告。

第1周 完成英文翻译，提交英文翻译给指导老师批阅。

英文翻译经指导老师批阅合格并确认后，译文和原文均上传至毕业设计管理系统,译文封面用标准模板。