载荷复杂且做周期性变化，而且，即使是同类型的连杆，连杆与连杆之间的物性参数几黑龙江工程学院本科生毕业设计何形状也存在差异，因此，在分析连杆的应力和应变时，要考虑这些不确定的因素，才能得到更符合实际的结果。这就需要用到采用传统材料力学公式使得计算的结果更为精确的有限元方法对连杆进行三维应力应变分析，以研究其在不同情况下的应力应变状态及危险部位。柴油机是目前产业化应用的各种动力机械中热效率最高能量利用率最好最节能的机型。柴油机行业的发展对我国工业车用柴油机的发展越来越受到重视，成为柴油机行业增长速度最快的行业，也是我国大力发展的个行业。车用柴油发动机市场按其配套车型可分为货车柴油机发动机市场和客轿车用柴油机市场两大类。当前柴油发动机企业重点角逐的市场是轻型载货车柴油机市场和客轿车柴油机市场。但是，由于受各种因素的影响，我国的柴油机研究还是落后于世界先进水平。经历多年的市场实践，国内柴油发动机生产企业已不再满足于凭借引进产品获得市场上的暂时领先，而认识到核心技术是最关键的，只有通过引进消化吸收的途径，自己掌握了核心技术，企业才会有发展后劲并获得可持续发展的条件。随着我国汽车事业的进步发展，作为汽车配套中最重要的个环节，柴油机技术的发展瓶颈已日益凸显。因此，必须研发具有我国自主知识产权的柴油机，以提高我国汽车制造的国产率。发动机连杆的研究是个很复杂的很有前景的研究领域，有很多需要完善和提高的地方。对发动机连杆精确的分析，可以为设计生产改进发动机提供可靠的相关数据和理论依据，缩短发动机的开发改进的周期和成本，提高其可靠性和经济性。国内外的研究现状随着国家经济长期稳定发展，汽车工业也得到飞速提高，国内近几年汽车产量和销量如下表表汽车产销量表年度总产量总销量乘用车商用车产量销量产量销量年年年汽车产量和保有量的迅速增长导致了石油能源需求的矛盾加剧，使中国成为了石油进口大国，每年需进口石油总产量的百分之三十。年中国进口了亿吨原油和万吨成品油，共花了亿美元，以后将会逐年增加。柴油车得平均油耗要黑龙江工程学院本科生毕业设计低于汽油车百分之三十。辆升奔驰级柴油车平均耗油为升，仅相当于国内排量升汽油车的能源消耗。所以在发达国家，重型车使用柴油机占百分之百，轿车比例日益上升。年，欧盟新注册的轿车中，柴油机占，其中法国，德国连不太推崇柴油车的美国年注册的柴油轿车也占。而在中国由于各方原因，年的乘用车销量中柴油汽车仅占，普较占。轿车使用柴油机已成为发展潮流，我国商用车按吨位以上为重型，以下为轻型车。目前重车基本应用柴油发动机，而轻型车配柴油机只占。据统计，年国内柴油市场达到万台规模。其中万台重型柴油机，万台中轻型柴油机，比年增加。轿车柴油发动机占比例虽然小，但轿车总量大，且柴油机品种在逐步增加，如捷达发动机宝来升发动机都是柴油机。近年玉柴研制出都可达到欧Ⅲ或欧Ⅳ标准。云内柴油机同长城哈佛奇瑞瑞虎配套。大众柴油机向奔驰集团年供万台。还有大批新款欧Ⅲ标准汽车柴油机正在研制之中。随着汽车工业制造技术的发展，对于发动机的动力性能及可靠性要求越来越高，而连杆的强度刚度对提高发动机的动力性及可靠性至关重要，因此国内外各大发动机研制公司对发动机连杆用材料及制造技术的研究都非常重视。目前，碳素钢和合金钢连杆非调质钢连杆粉末冶金连杆钛合金连杆等都有很广泛的应用，但在力学性能生产成本等各个方面又各有优劣。非调质钢由于其材料的成本不高，作为种廉价的节能钢种，非调质钢正在逐步地取代调质钢，国外几乎完全采用非调质钢生产连杆。随着发动机轻量化的要求，连杆的设计应力提高，中碳锰钒系列非调质钢的强度无法满足要求，目前德国在该钢种的基础上开发了强度级别更高的钢种，正在推广应用。粉末烧结锻造连杆的特点是经济效益显著，般认为粉末烧结锻造连杆与锻钢连杆相比，材料可节约，生产成本可降低，能源消耗可节但前些年由于金属粉末的种类极少，又受到成本的限制，发展不快。钛合金连杆可大幅度地降低连杆的质量，但金属钛的抗拉强度比较低。高强度轻量化低成本是发动机连杆的发展趋势，我国的发动机锻钢连杆制造技术与国外差距不大，但在连杆轻量化方面还相当落后。我国的钛合金连杆纤维强化铝合金连杆粉末冶金锻造连杆的研究才刚刚起步。虽然连杆加工本身所包括的工艺内容并不复杂，但由于材质外形尺寸以及要求的加工精度，经常给加工带来不少困难。锻造毛坯的精度及刚性差孔加工的精度低连续带状切屑的断屑平面加工的毛刺因夹压和内应力的重新分布而产生的几何变形等，是加工工艺长期以来需要研究和解决的主要技术问题。所以，连杆的工艺设计黑龙江工程学院本科生毕业设计只有通过现场的不断改善，才能最终达到设计的目标。采用三维模型进行产品开发，其过程如同实际产品的构造或加工制造装配过程样反映产品复杂的几何形状及相互之间的位置或装配关系，使产品开发过程更加符合开发工程师习惯和思维方式。这样，工程师可以更加专注于产品设计本身，而不是产品的图形量都很小，所以连杆刚度足够。受力结果查看受力结果和总压力。中选择的框中不填，如图所示。图连杆受压工况下的轴受力分布中选择的框中不填，如图所示。黑龙江工程学院本科生毕业设计图连杆受压工况下的轴受力分布中选择的框中不填，如图所示。图连杆受压工况下的轴受力分布中选择的框中不填，如图所示。图连杆受压工况下的总的受力分布黑龙江工程学院本科生毕业设计受力结果分析方向最大应力,方向最大应力，方向最大应力为，总最大应力为。由有限元分析结果可知无论是总最大应力还是个方向最大应力都很小，所以连杆刚度足够。经中进行计算后，连杆在拉伸压缩工况下的应力分布图如上所示。从图中可以看出在最大受拉工况下，连杆小头的最大应力峰值出现在下头顶部油孔附近小头两边中心处，杆身部分的最大应力峰值出现在小头与杆身过渡处最小主应力峰值出现在内孔底部。在最大受压工况下，连杆小头的最大主应力峰值出现在小头底部最小主应力峰值出现在顶部杆身处的最大应力峰值出现在与小头连接处，尤其是些小角处，应力集中比较明显。在最大受拉工况下，连杆大头最大主应力峰值出现在连杆下螺栓凸台的过渡处和内圆孔顶部。在最大受压工况下，连杆大头最大主应力峰值分别出现在大头内孔底部中心大头和杆身过渡处，另外出现应力峰值的部位还有内孔与端面的边界处。由拉压变形可以看到明显的点就是，杆身受力很小，导致大端被压变形较大，这说明杆身的尺寸过大，强度太高导致。连杆安全系数计算连杆承受拉压载荷作用而产生拉压交变循环应力，连杆拉压疲劳安全系数按下式计算式中材料在对称循环下的抗拉压疲劳极限对称循环情况下材料的抗弯曲疲劳强度材料的强度极限取则应力幅黑龙江工程学院本科生毕业设计平均应力考虑表面加工情况的工艺系数，其值取为角系数，表示平均应力对脉动部分的影响，，其值取代入计算得，连杆安全系数考虑到动载荷，连杆轴承磨损，连杆加工误差以及连杆工作中由于偏斜引起的压力沿轴分布不均匀及活塞卡缸可能行等造成的影响，般推荐连杆疲劳安全系数在范围内，本设计连杆安全系数基本符合要求。通过前面的分析和计算可知，所设计的连杆的疲劳安全系数为，对于发动机关键零件的要求为在制造工艺稳定的情况下，其安全系数应达到左右，因此本论文设计的连杆的疲劳强度基本达到了设计要求。本章小结本章内容是本课题的核心部分，也是前几章所要的结果，所以本章的内容十分重要，另外，本章是本课题最难的个部分，涉及到有限元分析软件的运用。本章的主要内容是首先运用建立连杆的模型。在建立好连杆的各个部件之后，再进行连杆的装配。之后利用软件进行连杆的前处理过程，包括实体建模定义材料属性定义单元类型定义单元实常数和网格划分求解过程，包括施加约束和载荷进行求解计算后处理过程，包括结果的观察分析和检验。经过这三个环节，就完成了基于的连杆强度分析。黑龙江工程学院本科生毕业设计结论本文主要设计了柴油机的连杆，并运用对所设计出来的连杆进行建模，然后在此模型的基础上将连杆导入，进行柴油机连杆的有限元分析，最后计算其变形量及受力情况，从而使所设计连杆的可用性得到了验证，并为改进提供了些数据参考。在完成整个设计过程后，总结了以下结论首先经过几种方案的比较，最终确定了设计方案，本设计以柴油机作为参照，确定了相关参数，以便进行下步的设计计算。根据已知的柴油机的性能特点，严格按照柴油机设计手册的要求，进行了该柴油机连杆的设计，选定了连杆的结构型式大小头及杆身的结构和尺寸，以及润滑方式定位方式等，完成了连杆的设计过程。在设计出连杆结构类型和尺寸之后，严格按照内燃机设计手册运用进行了强度校核和刚度计算。利用软件对连杆进行了三维几何建模，在利用软件进行连杆的前处理过程中，包括实体建模定义材料属性定义单元类型网格划分求解过程，包括施加约束施加载荷进行求解计算后处理过程，包括结果的观察分析和检验。经过这三个环节，就完成了基于的连杆强度分析，证明了所设计的连杆符合要求，也对连杆的设计改进提供了些数据参考。毕业设计虽已完成了，但由于实际经验缺乏，知识水平的局限，加上时间较仓促，设计中还存在很多不足之处，有许多地方还需要改进，在此感谢老师的批评指导。黑龙江工程学院本科生毕业设计参考文献陆耀祖内燃机构造与原理中国建材工业出版社，袁兆成内燃机设计国防工业出版社，杨连生内燃机设计北京中国农业机械出版社，柴油机设计手册编辑委员会柴油机设计手册上中国农业机械出版社，吴兆汉内燃机设计北京理工大学出版社，张小虞汽车工程手册北京人民交通出版社，石津俊发动机连杆弯曲疲劳强度的可靠性分析武汉工学院学报，尚晓江，邱峰等结构有限元高级分析方法与范例应用中国水利水电出版社，李皓月，周田朋等工程计算应用教程中国铁道出版社，谭继锦汽车有限元法人民交通出版社，马迅，胡振华连杆强度和刚度的有限元分析湖北汽车工业学院学报，汪景峰基于有限元法的曲轴与连杆强度刚度研究合肥工业大学硕士论文，李景涌有限元法北京邮电大学出版社，苏铁熊，吕彩琴，张翼等接触问题对连杆有限元分析的影响内燃机学报，石津俊发动机曲轴弯曲疲劳强度的可靠性分析武汉