基于ANSYS对连杆的有限元分析
基于ANSYS的发动机连杆分析设计
２１ ０ １年 １ １月
Ｄｅ ｅｏ ｍｅ ｔ＆ Ｉ ｎ ｖ ｔ ｎｏ ｃ ｉ ｅｙ＆ Ｅ ｅ ｔ ｃ ｌＰ ｏ ｕ ｔ ｖ ｌｐ ｎ ｎ ｏ ａｉ ｆ ｏ Ｍａ ｈｎ ｒ ｌｃｒ ａ ｒ ｄ ｃｓ ｉ
机 电 产 品 开 发 与 新
ＶＯ．４， ． Ｉ ＮＯ５ ２
约 为 ２７ ５ １６２Ｎ；② 活 塞组 的惯 性力 包 括 活塞 、活 塞环 、
活 塞 销 、活 塞 销 卡 环 ，其 总质 量 记 为 Ｍ ，以活 塞 加 速 度 ｉ作 变 速 直 线 运 动 ， 则 活 塞 组 的 惯 性 力 为 一
收 稿 日期 ：２ １ — ９ ２ ０ １０ — ０ 作 者 简 介 ：朱 同 波 （９ ６ ） 男 ， 高校 教 师 。 研 究 方 向 ：机 １８－ ， 械 设 计 制 造 ； 吴 传 富 （９ ７ ，男 ， 高校 教 师 。研 究 方 向 ： １８ －）
通信工程 。
长期 使 用 中 。会 因活塞 的剧 烈推 力 和曲轴 的 高速运 转 等 因素 ，致 使 连杆 出现 弯 曲和 扭 曲等现 象 。为此 连杆 必 须 有足 够 的刚度 。
此 ，有 限 元 法 在 动 力 机 械 中得 到 了 越 来 越 广 泛 的 应 用 ，
模 型是 在 静力 分析 模 型的基 础上 ，通 过 考虑 其 体积 而对
载 荷重 新计 算 和模 型处 理后 得 到 的。 由于计 算模 型 与实
并 取 得 了实际 的效益 。
际 结 构 、工 作 情 况 比较 接 近 ．计 算 应 力 值 比较 符 合 实
２２ 连杆 几何 实体模 型 的建 立 ．
本 文所 研 究 的汽 车连杆 如 图 １ 示 ，连 杆 的厚度 为 所 ０５ｎ，图 中标 注尺 寸 的单位 均 为英制 。在 小 头孔 的 内测 ．ｉ ９ 。 罔 内承 受 Ｐ １０ ｐ ｉ 面 载 荷 作 用 ，利 用 有 限 元 ０范 ＝ ００ｓ 的 分 析 该连 杆 的 受 力状 态 。连 杆 的材料 属 性 为杨 氏模 量 ． Ｅ干２ Ｏ Ｐａ泊 松 比为 ０３ ０Ｇ Ｉ。 由于 连杆 的 结 构 和 载 荷 均 对 称 ． 因此 在 分 析 时 只 需 采用 一 半 进行 分 析 。在 Ａ Ｓ Ｓ中采 用 由底 向 上 的建 ＮＹ 模 方式 ．用 ２ ０节点 的 Ｓ ＬＤ ５单 元 划 分 网格 并 用 Ｐ Ｇ Ｏ Ｉ９ Ｃ 求 解 器求 解 。图 ２用 Ａ Ｓ Ｓ软 件 直接 建 立 的连 杆 实 体 ＮＹ
基于ANSYS Workbench的钢管柔性连接有限元分析
基于ANSYS Workbench的钢管柔性连接有限元分析杨佩东【摘要】针对钢管对接环焊时,焊接工序复杂、焊缝可能会产生裂纹等缺点,设计了一种新型钢管柔性对接方式.采用solidwoks三维绘图软件建立实体模型,并应用ANSYS Workbench有限元分析软件对钢管实际工况进行仿真,对O型密封圈采用二参数Mooney-Rivlin超弹性材料模型并应用第四强度理论进行计算,得出钢管所承受的最大等效应力为55 MPa、最大径向应力为10.4 MPa、最大轴向应力为13.9 MPa,最大等效应变为2.96×10-4 mm.分析结果表明,钢管采用柔性对接时,钢管所承受的应力和应变均在许用范围之内,满足强度要求,不会出现泄露现象.说明该柔性连接方式安全可靠.【期刊名称】《焊管》【年(卷),期】2019(042)003【总页数】4页(P38-41)【关键词】钢管;柔性连接;有限元分析;ANSYSWorkbench【作者】杨佩东【作者单位】山西工程职业技术学院,太原030009【正文语种】中文【中图分类】TG495随着我国西气东输、南水北调工程的实施，管道已经在我们生活当中扮演着越来越重要的角色，目前我国输水管线用管有球墨铸铁管、玻璃钢管、PCCP 管等。
这些管材中，钢管具有突出的性能。
通常钢管之间采用焊接对接方式。
由于焊接对接钢管的连接方式存在成本较高、现场焊接时难以保证焊接质量、遇到土层沉降时易产生焊缝开裂等缺点，目前发达国家已采用钢管柔性连接的方式进行钢管对接。
钢管的柔性连接不仅制造成本低，且具有良好的工作性能，已在国外得到了广泛的应用[1-2]。
本研究设计了一种以O 型密封圈为柔性接口的连接方式，通过solidworks 三维绘图软件建立实体模型，然后导入ANSYS Workbench 有限元分析软件对其进行应力、应变分析。
1 建立几何模型本次研究模型以DN500 钢管为例，其壁厚选择为 5 mm，采用Φ610 mm×65 mm 的 O 型密封圈进行密封。
基于ANSYS的有限元分析
基于ANSYS的有限元分析有限元大作业基于ansys的有限元分析班级：学号：姓名：指导老师：完成日期：ANSYS软件是美国ANSYS公司研制的大型通用有限元分析（FEA）软件，是世界范围内增长最快的计算机辅助工程（CAE）软件，能与多数计算机辅助设计（CAD，computer Aided design）软件接口，实现数据的共享和交换，如Creo,NASTRAN, Alogor, I－DEAS, AutoCAD等。
是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。
在核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、汽车交通、国防军工、电子、土木工程、造船、生物医学、轻工、地矿、水利、日用家电等领域有着广泛的应用。
ANSYS功能强大，操作简单方便，现在已成为国际最流行的有限元分析软件，在历年的FEA评比中都名列第一。
目前，中国100多所理工院校采用ANSYS 软件进行有限元分析或者作为标准教学软件。
2D Bracket问题描述:We will model the bracket as a solid 8 node plane stress element.1.Geometry: The thickness of the bracket is 3.125 mm2.Material: steel with modulus of elasticity E=200 GPa.3.Boundary conditions: The bracket is fixed at its left edge.4.Loading: The bracket is loaded uniformly along its top surface. Theload is 2625 N/m.5.Objective: a.Plot deformed shapeb.Determine the principal stress and the von Mises stress. (Use the stress plots to determine these)c.Remodel the bracket without the fillet at the corner or change the fillet radius to 0.012 and 0.006m, and see howd.principal stress and von Mises stress change.一，建立模型1设置工作平面在ansys主菜单里找到workplane>wp settings,输入如下参数。
基于ANSYS的输电线路杆塔有限元分析
学校代码： 10184学号：2114122663延边大学本科毕业论文本科毕业设计题目：基于A N S Y S的铁塔动态特性及稳定性有限元分析学生姓名：卢思屹学院：工学院专业：机械设计制造及其自动化班级：2011级指导教师：崔承勋2021年8月16日目录ｃatａlog摘要ﻩ错误!未定义书签。
引言ﻩ1第一章绪论ﻩ错误!未定义书签。
1．１国内外关于铁塔的研究现状ﻩ错误!未定义书签。
1．2本文工作 ....................................... 错误!未定义书签。
第二章 1C-SJ1-2７m１10ＫV输电线路杆塔的有限元建模ﻩ错误!未定义书签。
２.1 1C-ＳJ1-2７ｍ１10KV输电线路杆塔概述ﻩ42.2 1Ｃ-SJ1-27ｍ１10KV输电线路杆塔有限元模型的建立 . 错误!未定义书签。
2.3 1Ｃ-ＳJ1-２7m１１0KV输电线路杆塔有限元模型的建立ﻩ错误!未定义书签。
2.4 1C-SJ1-２７m110KV铁塔的计算载荷 ............... 错误!未定义书签。
2.4.1 1C-SJ１-27ｍ1１0KV铁塔的外载荷简介ﻩ错误!未定义书签。
2.4.2 1C－SJ1－27ｍ110KV输电线路杆塔载荷计算.... 错误!未定义书签。
2.5 小结ﻩ错误!未定义书签。
3．1 １C－SJ1-2７m１１0ＫＶ铁塔的静力分析 (10)3．2 1C-SJ1-２７m110KV铁塔的模态分析ﻩ133．3 小结ﻩ错误!未定义书签。
第四章 1C-SJ1-27m11０KV输电铁塔的整体稳定性分析........ 错误!未定义书签。
４.1 1C－SＪ１-27m11０ＫV铁塔的在大风工况下(14N)的风振响应ﻩ错误!未定义书签。
4.1.１铁塔在大风工况下的分析 .................. 错误!未定义书签。
4．2 1Ｃ-SＪ1-2７m1１0ＫV铁塔雪载工况 .............. 错误!未定义书签。
基于ANSYS汽车连杆的模态分析
基于ANSYS汽车连杆的模态分析摘要：振动现象是机械结构经常需要面对的问题之一。
由于振动会造成结构的共振或或疲劳，从而破坏结构。
所以必须了解结构固有的频率和振型，避免在实际工况中因振动因素造成结构的损坏。
模态分析主要研究结构或机器部件的结构特性，将得到结构的固有频率和振型，对复杂结构进行精确的模态分析，将为评价现有结构的特性特性、新产品和诊断动态性能的预估及优化设计，提供科学的依据。
关键词：ansys；汽车连杆；模态分析1引言汽车众所周知的最常用的交通工具之一，在整个汽车的复杂系统中，发动机就是其中最重要的之一，常常也称作汽车的心脏。
当汽车发动机工作时，活塞燃烧室产生的气体其爆炸力通过连杆传递给曲轴，曲轴带动飞轮转动从而将动力输出。
在这工作的过程中，发动机连杆在传递燃料爆炸作用力的同时也承受了最大最强烈的冲击力、动态应力，因此,连杆成为发动机动力学负荷最高的部件。
连杆是发动机传递力最重要的零部件之一，同时也肩负着传递力的方向的重任。
所以,汽车发动机连杆的质量和性能就直接关系到整个发动机工作的稳定性以及故障率。
利用有限元对汽车连杆零部件进行模态分析,有利于对连杆零部件更科学的使用。
2基本原理2.1ANSYS简介ANSYS软件是可以处理的分析类型：结构分析、热分析、电磁分析、流体分析、耦合场分析。
结构分析首先待求的自由度是位移，而其他量诸如应变、应力、反应力等均是通过位移值来得到的。
在ANSYS中，结构分析主要包括7种：静力分析、模态分析、谱分析、瞬态动力学分析、谐响应分析、特征屈服分析、专项分析。
而模态分析是本论文的着重应用，主要分析用于计算结构的自然频率和振型，用于解决实际生活中的机械振动。
2.2ANSYS模态分析简介结构动力学分析不同于静力学分析，常用来确定时变载荷对整个结构或部件的影响，同时还要考虑阻尼及惯性效应的作用效果。
模态分析是动力学分析功能的一种。
动力学分析是用来确定质量（惯性）和阻尼起重要作用的结构和构件动力学特性的技术。
基于ANSYS的汽车发动机连杆性能分析
基于ANSYS的汽车发动机连杆性能分析作者：王鹏飞来源：《山东工业技术》2019年第11期摘要：本文用ANSYS软件对汽车发动机连杆进行了静力学分析和模态分析，建立了发动机连杆性能分析模型。
通过静力学分析，建立了发动机连杆的力学性能模型，得出了连杆总变形、定向变形、等效应力以及等效弹性应变分布情况。
通过模态分析，得出了发动机连杆模型的模态分布情况以及每一模态下的模态振型。
最后，综合得出了连杆的易变形位置，并提出了相应的防治措施，为高性能连杆的设计提供改良依据。
关键词：发动机连杆；ANSYS；有限元；静力学分析；模态分析DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2019.11.0030 引言汽车发动机连杆是发动机的重要零部件之一，它的性能影响着发动机整体结构的运动可靠性和工作稳定性。
发动机连杆的作用是把活塞与曲轴连接起来，把作用在活塞上的力传递给曲轴，使活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动[2]，从而对外输出做功。
发动机连杆由大头、小头和杆身三部分构成。
与活塞销连接的部分称连杆小头，连杆小头与活塞一起做往复运动；与曲轴连接的部分称连杆大头，连杆大头与曲轴一起做旋转运动；连接小头与大头的杆部称连杆杆身。
发动机连杆的运动有上下运动以及左右摆动，从而形成复杂多变的平面运动。
因此，发动机连杆的受力情况也是复杂多变的，在工作过程中经常受到拉伸、压缩、弯曲和扭转等多种交变载荷的复杂应力的作用，工作环境恶劣。
如此复杂的应力作用容易造成发动机连杆的疲劳、磨损、弯曲甚至断裂，进而影响发动机正常工作[3]。
因此，对发动机连杆进行性能分析就显得尤为重要。
多数发动机连杆性能问题很难通过经典的弹性力学分析，进而求解微分方程而得到其解析解。
但基于ANSYS的有限元分析方法则可以避免求解微分方程。
基于此，本文用ANSYS软件对汽车发动机连杆进行了静力学分析和模态分析，建立了发动机连杆性能分析模型，为发动机连杆的改良设计提供一定思路。
基于ANSYS的某型发动机连杆动态特性分析
连杆 １ ７ ０ ０ Ｈｚ以下的 １ Ｏ阶振型进行分析 。
在１ ７ ０ ０ Ｈｚ 以下 的前 １ ０阶模 态 内 ， 连杆 的振 动 形 式 多样 ， 集 中表 现 为 弯 曲 振 动 。第 １阶 、 第 ４阶 、 第 ７阶 、 第 ８阶 为 绕 轴 的 弯 曲振 动 ； 第 ３阶 、 第 ６ 阶 为 绕 轴 的弯 曲 振 动 ； 而第 ２阶
２ ． １ 模 态 分 析
越多的科研工作者采用 现代设 计理论 和方法 对发动 机 的各 个 构 件 进 行 研 究 和 设 计 。 连 杆 作 为 内燃 机 结 构 中 的 一 个 重 要 构 件， 其使用可靠性很大程度上决定 了整个 发动机 的可 靠性 。传
统 的连 杆 设 计 基 本 上 为 静 态 设 计 ， 很少 涉及连 杆的动 态特性 。
型， 指 出 了连 杆 的薄弱 环节 ， 为今 后高性 能 的发动 机连 杆设计 提 供 了参 考 。
关键词 ： 发动 机 ； 有 限元 分析 ； 连杆 ； 动态 特性
０ 引 言
随 着 大 型 有 限元 软 件 的 出现 以及 计 算 机 技 术 的发 展 ， 越 来
小头 圆孑 Ｌ 的中心线方向为 轴 ， Ｘ 轴 由右手定则确定 。 ２ 有 限 元计 算 结 果 与分 析
１ ． １ 基 本 原 理
Байду номын сангаас
力， 又有活塞 、 曲轴 以及 自身的惯 性力 ， 还有 活塞传递 的缸 内气 体的爆发 压力 。惯性力变化与发动机 的转速有关 ， 其频率 通常
是 发 动 机 基频 的谐 次 ， 而气 缸 的爆 发 压 力 在 某 种 程 度 上 可 以 看
有限元 法就是对连续体进行合理 的离散化 ， 使连续体离 散 成有 ｍ个节点 、 个 单元 构成 的网格体 。由振动 学理论 可 知 ， 离散后的连杆结 构系统 的动力学微分方程为 ：
基于VB的ANSYS二次开发及在连杆静力分析中的应用
基于VB的ANSYS二次开发及在连杆静力分析中的应用摘要：本文以通用有限元分析软件an sys 10.0 环境为基础，介绍an sys二次开发技术，以及三种开发工具。
最后，以vb和apdl 为手段，建立了一个柴油机连杆实例参数化分析系统。
此系统具有友好、方便、易用的人机交互界面，对复杂、难于理解和掌握的ansys 命令流进行了后台封装，避免了大量的重复性分析工作，提高了分析效率。
abstract： the paper details the technology of secondary development and three kinds of secondary developing tools of ansys on the basis of finite element analysis software—an sys10.0. lastly， a model unit analysis system of an automobile connecting road was developed based on visual basic 6.0 and apdl. the analysis system has friendly convenient and flexible man-machine conversation interface，while the complicated ansys command stream is encapsulated in background.it avoids large amount of repeated analysis work and improves the efficiency.关键词： ansys；二次开发；静力学分析；连杆key words： ansys；secondary development；static analysis；rod中图分类号：tp391 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）23-0207-040 引言计算技术的飞速发展，带来了结构分析优化技术的突破，国外相继出现了一些像ansys、marc等通用大型的有限元分析软件，这些软件不仅具有良好的界面、方便的前后处理及强大的计算分析功能，还具有开放的二次开发功能。
ansys课程设计-连杆实例的受力分析
ANSYS课程设计连杆实例的受力分析一.问题描述厚度为0.5英寸的汽车连杆在小头孔周围90度处承受P=1000psi的表面载荷。
用有限元法分析了连杆的应力状态。
连杆材料性能:模量E=30×106psi，泊松比0.3。
因为连杆的结构是对称的，所以只能进行一半的分析。
采用自底向上的建模方法，采用20节点SOLID95单元进行划分。
二、具体操作流程1.定义工作文件名和工作标题。
2.生成两个圆环体。
⑴生成圆环:主菜单>预处理器>模型创建>面积圆>按尺寸，其中RAD1=1.4，RAD2=1，θ1 = 0，θ2 = 180，单击应用，输入θ1 = 45，然后单击确定。
⑵打开“面编号”控件，选择“区域编号”作为“打开”，然后单击“确定”。
3.生成两个矩形。
⑴生成矩形:主菜单>预处理器>模型创建>面积矩形>按尺寸，输入X1=-0.3，X2=0.3，Y1=1.2，Y2=1.8，点击应用，然后分别输入X1=-1.8，X2=-1.2，Y1=0，y2 = 0。
⑵平移工作平面:工具菜单>工作平面>偏移WP to > XYZ位置，在ANSYS输入窗口的charm输入行中输入6.5，按Enter键确认，然后单击确定。
⑶将工作平面坐标系转换为活动坐标系:工具菜单>工作平面>将活动坐标系更改为>工作平面。
4.生成圆环体并执行布尔运算。
⑴⑵进行面对面折叠操作，结果如图。
5.生成连杆体。
⑴激活直角坐标系:工具菜单>工作平面>将活动坐标系更改为>全局笛卡尔坐标系。
⑵定义四个新的关键点:主菜单>预处理器>创建>关键点”在Active CS中，在对话框中输入X=2.5，Y=0.5，点击应用；；X=3.25，Y=0.4，点击应用；；X=4，Y=0.33，点击应用；；X=4.75，Y=0.28，点击确定。
⑶激活全局坐标系:工具菜单>工作平面>将活动坐标系更改为>全局圆柱坐标系。
基于Ansys_Workbench的研磨仪连杆优化设计
2023年第47卷第6期Journal of Mechanical Transmission基于Ansys Workbench的研磨仪连杆优化设计况驰1,2李晶2胡俊峰1李卉2（1 江西理工大学机电工程学院，江西赣州341000）（2 广东顺德创新设计研究院，广东佛山528311）摘要为解决现有研磨仪连杆在设计使用年限内出现断裂失效的问题，对连杆进行了结构优化设计。
首先，对连杆所属曲柄滑块机构进行动态静力分析，求解出连杆在1个运动周期内受到的外力，以此作为后续连杆强度分析的理论依据；其次，使用Ansys Workbench完成连杆的静力学强度分析和疲劳强度分析，确定连杆失效是由于疲劳强度不足造成的；最后，以连杆质量最轻为优化目标，以满足疲劳强度要求为约束条件，使用响应面法对连杆进行优化设计。
优化设计确定了合适的过渡圆角半径、薄端圆环厚度和杆身宽度。
仿真结果表明，优化后连杆受到的极限拉伸等效应力最大值降低了58.7%，疲劳寿命增加了1.4倍，能够满足使用要求。
关键词连杆曲柄滑块机构动态静力分析有限元分析响应面优化设计Optimal Design of the Connecting Rod of Vibration Grinding Mills Based onAnsys WorkbenchKuang Chi1,2Li Jing2Hu Junfeng1Li Hui2(1 School of Mechanical and Electrical Engineering, Jiangxi University of Science and Technology, Ganzhou 341000, China)(2 Guangdong Shunde Innovative Design Institute, Foshan 528311, China)Abstract In order to solve the problem of fracture failure of the existing vibration grinding mill connecting rod within the design service life, the structural optimization design of the connecting rod is proposed. Firstly, the kineto-static analysis is used to solve the external force applied to the crank-slider mechanism in one motion cycle, which is used as the theoretical basis for the subsequent strength analysis. Secondly, Ansys Workbench is used to complete the static strength analysis and fatigue strength analysis of the connecting rod. It is determined that the failure of the connecting rod is caused by insufficient fatigue strength. Finally, the response surface methodology is used to optimize the design of the connecting rod. The objective of the optimization is to minimize the mass of the connecting rod, and the optimized constraint is that the fatigue strength of the connecting rod meets the standard. This optimization design determines the appropriate transition fillet radius, thin end ring thickness and shaft width. The maximum tensile load equivalent stress of the optimized connecting rod is reduced by 58.7%, and the fatigue life is increased by 1.4 times. The optimized connecting rod meets the operation requirements.Key words Connecting rod Crank-slider mechanism Kineto-static analysis Finite element analy⁃sis Response surface optimization design0 引言广东顺德创新设计研究院为某公司研制了一款高通量研磨仪用于毛发研磨[1]。
基于ANSYSWorkbench螺栓连接不同建模方法的有限元分析
10.16638/ki.1671-7988.2019.08.040基于ANSYS Workbench螺栓连接不同建模方法的有限元分析*王丽（陕西工业职业技术学院，陕西咸阳712000）摘要：螺栓连接是机械工程中常见的连接方式，然而在不同的行业、不同的研究问题以及不同的工况下处理螺栓连接所使用的建模方法也有所不同。
不同建模方法是否会对机械组件的计算结果产生较大的影响、不同建模方法的特点、不同建模方法的适用场合、目前最主要的螺栓连接的建模方法等等问题，文章将以一个简单的例子予以回答，旨在为实际工程中螺栓连接问题的处理提供参考。
关键词：螺栓连接；建模方法；有限元分析；ANSYS Workbench软件中图分类号：TS103.3 文献标志码：A 文章编号：1671-7988(2019)08-126-04Finite Element Analysis of Different Modeling Methods for Bolted ConnectionsBased on ANSYS Workbench*Wang Li（Shaanxi Polytechnic Institute, Shaanxi Xianyang 712000）Abstract: Bolt connection is a common connection mode in mechanical engineering. However, the modeling methods used to deal with bolt connection are different in different industries, different research problems and different working conditions. Whether different modeling methods will have a great impact on the calculation results of mechanical components, the characteristics of different modeling methods, the applicable occasions of different modeling methods, and the most important modeling methods of bolted connections at present, will be answered by a simple example in this paper, in order to provide reference for the treatment of bolted connection problems in practical engineering.Keywords: Bolted connection; Modeling method; Finite element analysis; ANSYS Workbench softwareCLC NO.: TS103.3 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)08-126-04引言螺栓连接是机械设计及工程问题中常见的紧固连接方式，几乎所有的设备上都能用到螺栓连接。
基于ANSYS的汽车发动机连杆的有限元分析
基于ANSYS的汽车发动机连杆的有限元分析有限元分析（Finite Element Analysis，简称FEA）是一种应用数值计算方法的工程分析技术，可以用于解决各种工程问题。
在汽车发动机设计中，使用有限元分析可以帮助工程师了解和优化发动机组件的力学性能。
本文将基于ANSYS软件，介绍如何进行汽车发动机连杆的有限元分析。
一、建模和几何参数定义：在进行有限元分析之前，首先需要将连杆的几何形状转化为虚拟模型。
一般来说，使用CAD软件绘制连杆的草图，并根据设计要求对连杆进行几何尺寸和参数的定义。
对于汽车发动机连杆而言，常见的几何参数包括连杆长度、大端和小端直径、连杆的截面形状等。
在绘制草图时，应注意考虑到实际的工程要求和设计限制。
二、材料定义和材料力学参数：在有限元分析中，连杆的材料定义至关重要。
一般来说，连杆材料应具有优异的强度和刚度，以应对高速旋转和高温的工作环境。
一般常用的连杆材料包括铸铁、铝合金、钛合金等。
在模型中定义连杆的材料属性，常用的材料力学参数有弹性模量、泊松比、屈服强度和断裂韧性等。
这些参数将作为材料的基本力学性能指标，用于后续的有限元分析计算。
三、网格划分和单元选择：在进行有限元分析之前，需要将连杆的几何模型划分成一系列小的有限元网格。
这一步骤称之为网格划分。
在网格划分时，需要根据设计要求和实际需求选择适当的网格类型。
对于连杆而言，常用的网格类型有四面体网格、六面体网格和四边形网格等。
划分后的网格中的每个单元都将代表连杆的一个局部区域，通过对每个单元进行力学计算，可以得到连杆在整个工作过程中的承载能力和应力分布情况。
四、加载和边界条件定义：在有限元分析中，需要对模型施加适当的加载和边界条件来模拟实际工作情况。
对于汽车发动机连杆而言，常见的加载和边界条件有定常和动态载荷、热载荷和流体载荷等。
例如，在连杆的大端和小端分别施加适当的载荷，以模拟发动机工作时的受力情况。
同时，还需要定义边界条件，如固定轴承的位置，以模拟实际组装情况。
有限元分析实例
5)对活塞进行网格划分，选择[Mesh]一 [Generate Mesh],图形区显示程序自动生成 的六面体网格模型，如图:
6)施加边界条件。加载标定功率工况下活塞的第 三类边界条件，根据下表对活塞各部分进行施加 边界条件。
7)设置需要的结果，选择【Solution(A6 )】，在 工具栏中选择【Thermal】一【Temperature】
5、施加载荷
根据曲柄连杆工 作情况，综合第一类 自由约束和第三类表 面载荷对有限元模型 进行载荷定义。载荷 施加具体如图4，大 小为0.3MPa。
6、运动参数设定
曲柄转速设置 为2.09 rad/s
三、分析结果
1、Total Deformation（总变形 ）
根据分析报告，总变形的最大 值为1.9232mm，在整个运动过程 中其分布呈抛物线状，变形最大 且对结构有危险的是曲柄与连杆、 连杆与活塞杆连接处。这也是设 计中需要校核和加强的地方。
满载应力分析（少片）
最大应力 =280.68MPa<材料许
用应力=1000MPa
结论
1.对板簧的结构与尺寸设计的强度方面的校核与有限元分析 表明校核的结果符合相关技术要求。
2.在相同条件以及同样寿命的前提下，使用少片变截面钢板 弹簧，重量大约比多片弹簧减少50%左右。
基于Workbench 对发动机活塞的温度场分析
位移的最大值=32mm, 装配完成后多片板簧弧高 95.5mm，在设计的装 配弧高101.2±6mm范
围内。
计算结果分析
装配后应力分析
最大应力 =207.468MPa<材料许
用应力=1000MPa
计算结果分析
满载应力分析
最大应力 =203.823MPa<材料许
基于某发动机连杆的有限元分析
解算器，建立材料和编辑材料属性 ，在物理属 性编辑 中选择 都是最大。
Ｐ Ｓ Ｏ Ｌ Ｉ Ｄ实体类型 ， 并建立相应 的网格捕集器 。 由于连杆为不 最大拉伸工况下，连 杆所 受最 大应 力出现在小头靠近顶
规则形状， 首先采用 自由映射网格划分方式， 对连杆进行 网格 端位置， 其最大值为 ２ ２ ９ Ｍ Ｐ ａ ， 远 远小于材料 的屈服极限。 划分 受最大应 力出现在杆身凹槽边
２ ． ２ 连杆 的有限元模 型建立 ２ ． ２ ． １ 连杆 的载荷分析
杆受预紧载荷和最大拉伸载荷 ，第三种工况是连杆同时受到预
３连杆有限元求解结果分析
紧载荷和最大燃烧压力与最大惯性力共同作用的最大压缩载荷。 通过对三种 工况使用 ＮＸ Ｎａ ｓ ｔ ｒ ａ ｎ进行有 限元分析计算， ２ ． ２ ． ２基 于 ＮＸＮａ ｓ ｔ ｒ ａ ｎ的连 杆 有 限元 分 析 表明在装配预紧工 况下连杆 的位移变 形和等效应 力都最 小， 建立连杆模型后直接进入ＮＸ仿真模块， 选择ＮＸＮ ａ ｓ ｔ ｒ ａ ｎ 之后是最大拉伸 工况 ，最大压缩工 况时位移变形和等效应力
时需要圆角过渡 。最 终用 ＵＧ完成连杆 实体模型 的建立。 在最大压缩工况下， 连杆除受到最大燃烧压力与最大惯性
力的共 同作用外， 也还继续承受过盈装配预紧压力 。有 限元分 析前边界条件施加位移约束为： 连杆大头只保 留沿 曲轴旋转的
自由度 ， 其他 自由度固定， 对小头保 留沿活塞上下移动的 自由度 连杆在工作时，所承受 的周期性变化的外力主要 由两部 和 绕活 塞 销 旋转 的 自由度 ， 其 他 自由度 固定 ； 载 荷施 加 时 ， 仍然 分组成： 一是经活塞顶部传来 的燃气爆发压力 ， 对连杆起压缩 在连杆大头和小头继续施加过盈压力， 在连杆小头施加轴承载 作用 ： 二是活塞连杆组高速运动产生 的惯性力， 对连杆起拉伸 荷 ， 分布角度仍然在 １ ２ ０ 。 范围内， 按余弦方式分布， 最大惯性力 作用 。故在分析时， 主要考虑连杆的最大燃气压 力、 活塞组件 的分布在整个连杆模型上 ， 即按几何分布， 施加在每个节点上。 的惯性力和连杆组件 的惯 性力。 在最大压缩工况下 ， 由有限元分析和后处理得到连杆位移图， 位 因此， 将分三种工况进行连杆的有限元分析， 第一种是只在 移最大的位置出现在小头孔靠近杆身压力施加处 ， 位移最大值 预紧载荷作用下进行分析， 第二种工况是最大拉伸工况， 此时连 比最大拉伸工况时要大， 为０ ． １ ０ ８ ２ ｍ ｍ， 在弹性变形范围之内。
基于ANSYS_Workbench_的发动机曲轴有限元分析
Modeling and Simulation 建模与仿真, 2023, 12(2), 1605-1611 Published Online March 2023 in Hans. https:///journal/mos https:///10.12677/mos.2023.122149基于ANSYS Workbench 的发动机曲轴有限元分析姚梦灿1，王笑含2，胡方旭11上海理工大学机械工程学院，上海 2上海航天设备总厂有限公司，上海收稿日期：2023年2月13日；录用日期：2023年3月23日；发布日期：2023年3月30日摘要本文对某型大功率V10发动机曲轴进行静力学分析。
首先在Pro/Engineer 中建立该发动机曲轴的三维模型，由于实际情况中，发动机曲轴始终在进行极为复杂的运动，所以对模型和受力受载荷简化，降低运算难度。
然后在ANSYS Workbench 中进行有限元分析，得到该发动机曲轴的应力和应变情况，最大应变为0.026187 mm ，最大应力为60.786 Mpa 。
最后我们得出该发动机的危险区域为连杆轴靠近曲拐处。
关键词发动机曲轴，ANSYS Workbench ，静力学分析Finite Element Analysis of Engine Crankshaft Based on ANSYS WorkbenchMengcan Yao 1, Xiaohan Wang 2, Fangxu Hu 11School of Mechanical Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 2Shanghai Aerospace Equipment Manufacturer Co., Ltd., ShanghaiReceived: Feb. 13th , 2023; accepted: Mar. 23rd , 2023; published: Mar. 30th , 2023AbstractIn this paper, a static analysis of a certain type of high-power V10 engine crankshaft is carried out. First, establish a three-dimensional model of the engine crankshaft in Pro/Engineer. Since the en-gine crankshaft is always performing extremely complex movements in actual conditions, the model and the force and load are simplified to reduce the computational difficulty. Then perform姚梦灿 等finite element analysis in ANSYS Workbench to get the stress and strain of the engine crankshaft. The maximum strain is 0.026187 mm and the maximum stress is 60.786 Mpa. Finally, we conclude that the dangerous area of the engine is that the connecting rod shaft is close to the crank.KeywordsEngine Crankshaft, ANSYS Workbench, Statics AnalysisCopyright © 2023 by author(s) and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0)./licenses/by/4.0/1. 引言发动机是一辆汽车的心脏，它负责将然后燃烧的内能转化为动能传输给汽车的其他部件，使得汽车能正常的运转[1] [2]。
基于ANSYS的四杆机构分析详细
ANSYS作业一．问题描述图1所示平行四边形机构，曲柄长200mm，连杆长l根据各自学号后2位乘以10，各杆截面为40x5，其中宽度为40，厚度为5。
现在连杆上表面加1MPa的三角分布的压力（铰接结构自习设计，加载面去除2端铰接结构），求各杆的强度和变形。
要求按报告格式写，写出主要步骤、注意事项、关键程序、结果及其评价（材料按Q235A），铰接处结构是否合理。
二．有限元分析本文采用ANSYS编程语言APDL，编制参数化程序。
简介方便，便于重复分析，节省大量的工作量。
1.定义材料、单元finish/clear/prep7 ！进入前处理器et,1,solid185 ！定义8节点实体单元solid185 mp,ex,1,2.08e5 ! 弹性模量mp,prxy,1,0.277 ! 泊松比mp,dens,1,7.86e-6 ! 密度et,2,conta173 ！定义接触单元conta173et,3,targe170 ！定义目标单元targe170 keyopt,2,5,3 ！设置接触单元选项keyopt,2,7,1keyopt,2,9,0keyopt,2,12,02.四杆机构建模参数p0=1 ！载荷a=40 ！连杆截面宽度b=5 ！连杆截面厚度l1=200 ！曲柄长度l2=90 ！连杆长度3.四杆机构参数化建模block,0,b,8,l1-8,0,a ！生成长方体块block,0,b,0,8,0,10block,0,b,0,8,a-10,ablock,0,b,l1-8,l1,0,10block,0,b,l1-8,l1,a-10,avadd,all ！将以上长方体布尔相加得到曲柄block,8,l2-8,0,b,0,a ！生成长方体块block,0,8,0,b,10,30block,l2-8,l2,0,b,10,30vadd,1,2,3 ！将以上长方体布尔相加得到机架vgen,2,6,6,0,l2-5 ！复制曲柄得到第四杆vgen,2,4,4,0,,l1-5 ！复制机架得到连杆wpoffs,2.5,2.5,0 ！工作平面沿x、y正向各平移2.5mm cylind,0,2,0,40,0,360 ！在铰接处画圆柱半径2mm、长度40mm vsbv,6,3,sepo ！布尔运算、曲柄减去圆柱生成曲柄铰链孔cylind,0,2,0,40,0,360 ！生成曲柄铰链的销vsbv,4,3,sepo ！布尔运算、机架减去圆柱生成机架铰链孔cylind,0,2,0,40,0,360vgen,2,3,3,0,l2-5 ！将圆柱销复制得到另外三个铰接出圆柱vsbv,6,4,sepo ！布尔运算得到铰链孔vgen,2,3,3,0,l2-5 ！生成圆柱vsbv,1,4,sepo ！布尔运算得到铰链孔vgen,2,3,3,0,l2-5 ！生成销vgen,2,3,3,0,,l1-5vsbv,5,4,sepo ！布尔运算得到铰链孔vgen,2,3,3,0,,l1-5 ！生成圆柱vsbv,2,4,sepo ！布尔运算得到铰链孔vgen,2,3,3,0,,l1-5 ！生成销vgen,2,3,3,0,l2-5,l1-5vsbv,5,4,sepo ！布尔运算得到铰链孔 vgen,2,3,3,0,l2-5,l1-5 ！生成圆柱vsbv,6,4,sepo ！布尔运算得到铰链孔 vgen,2,3,3,0,l2-5,l1-5 ！生成销四杆机构实体模型如图1所示：图1（a ） 图1（b ） 图1（c ）图1. 四杆机构、铰链处销实体模型4. 有限元网格划分wpoffs,-2.5,-2.5,0 ！工作平面移动到总体坐标系原点处 wpoffs,8,195,0 ！移动工作平面wprota,,,90 ！工作平面绕y 轴旋转90°vsbw,all ！用工作平面切割连杆与机架一端 wpoffs,,,l2-16 ！移动工作平面vsbw,all ！用工作平面切割连杆与机架另一端 wpoffs,,,-(l2-16) ！移动工作平面 wpoffs,,-3,0 ！移动工作平面wprota,,90 ！工作平面绕x 轴旋转90° vsbw,all ！用工作平面切割体 wpoffs,,,184 ！移动工作平面vsbw,all ！用工作平面切割体 esize,1,0, ！设置网格大小 mshape,1,3D ！设置单元形状 mshkey,0 ！网格划分方式vsweep,all ！扫略生成网格四杆机构有限元模型如图2所示：图2（a ） 图2（b ）图2（c）图2. 四杆机构有限元网格模型5.添加接触对asel,s,area,,3,4,1 ！选择第一个铰接处接触面（凸面）nsla,s,1 ！选择接触面上所有节点cm,jiechu1,node ！做成名为jiechu1的节点集合allsel,all ！选择所有asel,s,area,,69,70,1 ！选择第一个铰接处目标面（凹面）asel,a,area,,135,136,1asel,a,area,,21,23,2nsla,s,1 ！选择目标面上所有节点cm,mubiao1,node ！做成名为mubiao1的节点集合allsel,allasel,s,area,,11,12,1 ！选择第二个铰接处接触面（凸面）nsla,s,1 ！选择接触面上所有节点cm,jiechu2,node ！做成名为jiechu2的节点集合allsel,allasel,s,area,,18,26,8 ！选择第二个铰接处目标面（凹面）asel,a,area,,51,52,1asel,a,area,,77,78,1nsla,s,1 ！选择目标面上所有节点cm,mubiao2,node ！做成名为mubiao2的节点集合allsel,allasel,s,area,,20,22,2 ！选择第三个铰接处接触面（凸面）nsla,s,1 ！选择接触面上所有节点cm,jiechu3,node ！做成名为jiechu3的节点集合allsel,allasel,s,area,,111,112,1 ！选择第三个铰接处目标面asel,a,area,,121,122,1asel,a,area,,75,76,1nsla,s,1 ！选择目标面上所有节点cm,mubiao3,node ！做成名为mubiao3的节点集合allsel,allasel,s,area,,7,8,1 ！选择第四个铰接处接触面nsla,s,1 ！选择接触面上所有节点cm,jiechu4,node ！做成名为jiechu4的节点集合allsel,allasel,s,area,,97,100,1 ！选择第四个铰接处目标面asel,a,area,,14,16,2nsla,s,1 ！选择目标面上所有节点cm,mubiao4,node ！做成名为mubiao4的节点集合allsel,allr,1,,,1,0.1 ！定义接触属性：刚度渗透量等r,2,,,1,0.1r,3,,,1,0.1r,4,,,1,0.1type,2 ！生成第一个铰接处的接触对mat,1real,1cmsel,s,jiechu1,nodeesurf,toptype,3mat,1real,1cmsel,s,mubiao1,nodeesurf,toptype,2 ！生成第二个铰接处的接触对mat,1real,2cmsel,s,jiechu2,nodeesurf,toptype,3mat,1real,2cmsel,s,mubiao2,nodeesurf,toptype,2 ！生成第三个铰接处的接触对mat,1real,3cmsel,s,jiechu3,nodeesurf,toptype,3mat,1real,3cmsel,s,mubiao3,nodeesurf,toptype,2 ！生成第四个铰接处的接触对mat,1real,4cmsel,s,jiechu4,nodeesurf,toptype,3mat,1real,4cmsel,s,mubiao4,nodeesurf,top接触对模型如图3所示：图3（a）接触单元图3（b ）目标单元图3（c ）接触单元放大 图3（d ）目标单元放大图3. 四个铰链处接触对6. 加载与求解nsel,s,loc,x,5,l2-5 ！选择机架上所有节点，施加全约束 nsel,r,loc,y,0,5 d,all,allnsel,s,loc,x,8,l2/2,1！按坐标选择连杆上表面从左端点至中间位置的所有节点（铰接处除外） nsel,r,loc,y,199.9,200,0.1*get,nmax,node,,num,max, ！提取当前激活的最大节点数目编号nmax *get,nmin,node,,num,min, ！提取当前激活的最小节点数目编号nmin *dim,t1,array,nmax,1,1, ！定义名为t1的数组*do,j,nmin,nmax ！循环，j 从nmin 到nmax *if,nsel(j),eq,1,then ！if 判断 t1(j)=p0*abs(nx(j)-8)*1/l2/2！连杆从左端点到中间位置的载荷位置函数（一次函数）*else t1(j)=0*endif*enddo ！结束循环sffun,pres,t1(1)sf,all,pres,0 ！添加连杆上表面从左端点至中间位置的载荷local,12,0,l2,200,0 ！定义局部坐标系编号为12，远点位于连杆右端点上表面处csys,12allsel,allnsel,s,loc,x,(-1)*l2/2,-8,1nsel,r,loc,y,-0.1,0,0.1！按坐标选择连杆上表面从右端点至中间位置的所有节点（铰接处除外）*get,nmax,node,,num,max,*get,nmin,node,,num,min,*dim,t2,array,nmax,1,1,*do,i,nmin,nmax*if,nsel(i),eq,1,thent2(i)=p0*(abs(nx(i)+8)/l2/2)！连杆从右端点到中间位置的载荷位置函数（一次函数）*elset2(i)=0*endif*enddosffun,pres,t2(1)sf,all,pres,0allsel,allnummrg,node ！节点融合/solu ！进入求解器antype,static ！静态分析autots,on ! 使用自动时间步长neqit,200 ! 最大迭代次数200pred ! 跨越荷载步时不作预测nropt,full,,off ! 完全牛顿拉夫逊法，不使用自适应下降因子LNSRCH,onNLGEOM,on ! 考虑集合非线性EQSLV,PCG ！采用预条件共轭梯度迭代方程求解器nsubst,20,100,20 ！载荷步的子步数为20allsel,alloutpr,basic,all ！输出选项solve ！求解四杆机构加载以及约束如图4、5所示：图4. 机架全约束图5. 连杆上表面渐变的三角形分布载荷三．查看结果1.查看应力，应力图如图6、7所示。
基于ANSYS软件的有限元分析
基于ANSYS软件的有限元分析作者：朱旭，霍龙，景延会，张扬来源：《科技创新与生产力》 2018年第7期摘要：ANSYS软件是大型通用有限元分析程序，操作简单方便，功能强大。
对ANSYS软件的发展历程和功能进行了说明，对基于ANSYS软件的有限元分析流程进行了详细介绍，并通过平面悬臂桁架结构实例详细介绍了ANSYS软件在有限元分析中的应用。
结果表明，ANSYS软件是有限元分析强有力的工具，能够完成各种工程问题的有限元数值模拟。
关键词：数值模拟方法；有限元分析；ANSYS软件中图分类号：TP391.7 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2018.07.097目前在工程领域中常用的数值模拟方法有有限单元法、边界元法、有限差分法等，其中以有限单元法的应用和影响最广。
有限单元法是一种连续结构离散化数值计算方法，通过对连续体划分单元，用单元和节点组成有限未知量的近似离散系统去逼近无限未知量的真实连续系统[1]。
有限单元法具有适应性强、计算精度高、计算格式规范统一等诸多优点，已经广泛应用到土木工程、机械工程、航空航天、核工程、海洋工程、生物医学等诸多领域中。
早在18世纪末，欧拉就用与现代有限元相似的方法求解了轴力杆的平衡问题。
随着计算机技术的快速发展，有限元数值模拟技术日益成熟。
ANSYS软件是美国ANSYS公司出品的集结构、流体、电场、磁场、声场等多领域分析于一体的大型通用有限元分析软件，能与多数计算机辅助设计软件（如Pro/Engineer，CATIA，AutoCAD等）接口，实现数据的共享和交换[2]。
基于ANSYS软件的有限元分析，将有限元分析和计算机图形学结合在一起，不仅能够为各种工程问题提供可靠的有限元分析结果，而且可以显示构件的变形图和应力云图等可视化结果，还可以观察到试验中无法观察到的发生在结构内部的一些物理现象，例如弹体在不均匀介质侵彻过程中的受力与偏转等。
基于ANSYSWorkbench的滚珠丝杠副有限元分析
基于ANSYS Workbench的滚珠丝杠副有限元分析摘要：基于ANSYS Workbench进行优化的思路，将滚珠丝杠副简化处理后导入ANSYS Workbench软件，建立其非线性接触模型，在对模型合理施加载荷和设置边界条件后，采用Static Structural模块对滚珠丝杠副进行仿真分析，计算出滚珠、丝杠、螺母三个主要组成局部在工作过程中的应变、应力及轴向变形等。
分析表明，有限元计算结果与实际情况相近，为滚珠丝杠副的设讣、优化和失效分析提供了参考依据和方法。
关键词：滚珠丝杠副；有限元；力学分析引言伴随着计算机辅助工程技术在工业应用领域的不断开展，国内外企业逐步将三维产品建模、数学优化设计•方法、有限元分析相结合起来，搭建快速设计•的数字化环境平台，已成为一种行而有效的产品开发技术。
滚珠丝杠副作为机械传动中重要的零部件，随着机械行业向高精度、高速度和高刚度的方向开展，对其动静态性能、结构设计方法等方面有了更高要求。
目前国内外开展了大量关于丝杠结构设计、性能分析的硏究：黃桂芸提出了基于Pro/E的滚珠丝杠螺母副的建模与装配方法，但其滚珠定位不准、所有滚珠变为整体模块；东南大学的战晓明利用ADAMS对滚珠进出反向装置的力学性能进行描述，但没有考虑摩擦因素；张瑞华基于HyperMesh对滚珠丝杠展开了参数化设计分析；宇怀明、赵万军等对丝杠进行了相应的模态分析；李凌丰等研究了滚珠丝杠的轴向变形情况，缺乏的是釆用的模型过于简化，也不是针对装配体。
山此, 本文以博特某型号滚珠丝杠副为例，基于SolidWorks2021软件完成模型的建模与装配，并采用ANSYS Workbench进行较为系统的有限元仿真，进而为滚珠丝杠副优化设计、性能分析提供参考方法。
1滚珠丝杠副的建模与快速装配滚珠丝杠副主要曲螺母、丝杠、滚珠、返向装置组成。
基于三维滚珠丝杠副的接触特性分析需求，结合G.GD系列滚珠丝杠副，采用SolidWorks软件创立系列螺母、丝杠和滚珠的模型。
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基于ANSYS对连杆的有限元分析连杆是汽车的重要零件一个轻而可靠的连杆在工作中将产生较小的惯性力.它有助于减减轻汽车轴承负荷及振动。
然而.采用常规设计难以使连杆达到既轻又可靠的要求.传统用解析法对连杆所受的应力和应变情况分析.解析误差太大。
木文采压ANSY S有限元分析软件.建立汽车连杆的有限元极型.加载求解.进行应力场分析.计算出连杆的最大应力、应变.利用ANSYS的有限元分析和计算机图形学功能.显示二维应力等值，面位移等值面。
从而为连杆机构的优化分析提供了充分的理论依据。
基本分析过程
创建有限元模型
汽车连杆的几何模型如图1所示:连杆厚度为12. 7 mm.在小头孔内侧90'范围内承受p = 6. 89MPa的而载荷的作用.其材料属性为弹性模量F=2. 067e+ 11泊松比为0.3
图1连杆的几何模型
(1)创建有限元模型
根据结构特征.采用实体建模。
选用单元类型Solid95. Solid95是
二维20节l从四而体结构实体单元.在保证精度的同时允许使用不规则的形状.Solid95有相容的位移形状适用于曲线边界的建模。
每个节l从有3个自由度:沿结点坐标X ,Y, Z方向的平动; Solid95有塑性、蠕变、应力强化、大变形和大应变的功能。
采用ANSY S的前处理模块进行建模工作。
由于连杆的结构和载荷均对称.因此分析时只采用一半进行分析.这不影响实际应力的分布;而且在建模前可对计算模型进行合理简化一些小的细节可不必在模型中体现.这不影响分析所要求的精度。
这样既节省了计算时间.又减少了存储容量。
在建模过程中.采用由底向上的建模方式.按照尺寸建立而后.采用延伸的方式生成体(共25个面)。
使用自由网络化命令.可利用实体模型线段长度、曲率自动进行最佳网络化.在ANSYS中先对而进行划分网格.生成2D网格.然后采用拖动生成3D网格(Operate/ Extrude) ,所得有限元模型单元数为492，节点数为2 501。
(2)约束条件和施加载荷
边界条件施加与工程实际是否吻合直接影响到分析结果的正确性、合理性。
在实际工程中.汽车连杆的大头孔是与轴承配合的.而小头孔的90度范围内受到而压力的作用。
在ANSY S中选取18和19以及Y= 0的所有而施加对称约束.在小孔的内表而23而上施加6. 89 MPa的而压力，如图2所示。
图2施加约束与载荷
(3)计算结果及分析
在这一步.ANSY S将对自动划分的每一单元的节l从进行计算.建立的方程很多.需要一定的时间.所得的结果很大。
在结构分析完成后.可进入通用后处理器和时间历程后处理器中浏览分析结果。
图3和图4分别为汽车连杆的应力分布和位移分布图。
图3节点应力分布图
图4节点应变分布图
结果显示.最大合位移出现在小孔内外表而.其值为0. 120~ 0. 135 mm;最大等效应力出现在小头孔的内表而上其值为13.2 MPa。
从图中的应力和位移等直线可以看出:(1)整个连杆结构的最大应力出现在小头孔的承载区范围内.其他部位受力情况较均匀。
这与实际情况是相吻合的。
(2}最大变形出现在小轴孔表而而大孔的变形非常小。
在实际的过程中.由于小孔是承载区.它的变形相对较大。
大孔远离承载区.受影响较弱。
综合上述分析.有限元模型的建立、分析结果是客观的.较为真实地反映了连杆的受力情况。
2结语
(1)用有限元分析法变连续结构为离散结构.取代了传统的理论分析。
通过ANSY S软件可以比较精确地反映各点的受力情况.为连杆的结构优化提供充分的理论数据。
( 2)虽然在而载荷的作用所产生的等效应力远小于其材料的许用
拉应力和压应力值(196 MPa).大轴孔的变形很小.但是小轴孔的变形量非常大.接近于许用的变形量.故其有刚度不足的缺陷.有必要对汽车连杆进行结构改进.以减轻重量、改善性能、节约成本。
( 3)动态演示出连杆受力变形的过程,并可借助于几后处理器绘出相应的变化曲线.使设计者清楚地掌握其变化规律和变化特性。
参考文献:
[1]马天兵.基于ANSYS 的滚动轴承的有限元分析[J].煤矿机械，
2004, 25( 2):66- 68.
[ 2]王国强.实用工程数值模拟技术及其在A\SYS的实践[M}.西安:西北工业人学出版社，2000.
f}]王立平.用有限元法分析钻头寿命[ J].华中理工人学学报，1998. [ 4]马宵.基于ANSYS的旋臂起重机金属结构的应力分析[J] .煤矿机械，2004, 25( 2):G3- G5.。