某发动机连杆高周疲劳分析

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某发动机连杆高周疲劳分析

作者：周昭求张静

来源：《计算机辅助工程》2013年第05期

摘要：采用有限元计算和应力疲劳分析相结合的方法，对某发动机连杆进行结构应力和

高周疲劳计算，得到其疲劳安全因数分布情况.结果表明该连杆满足安全运转要求.

关键词：发动机；连杆；高周疲劳；有限元

中图分类号： U464.133.2；TB115.1文献标志码： B

引言

连杆是内燃机的主要运动受力部件之一，在工作中要承受装配载荷和交变工作载荷，工作条件恶劣，易产生疲劳破坏而导致发动机无法正常工作.

本文应用Abaqus对某型内燃机连杆进行结构应力计算，并将其结果用于高周疲劳计算，分析该连杆结构是否满足设计要求，为设计开发提供依据.

1模型信息

模型包括连杆体、连杆盖、活塞、活塞销、连杆衬套、上下轴瓦、曲柄销和螺栓等.整体

坐标系采用右手法则的直角坐标系，坐标系中心为连杆大头的中心，x轴与曲轴同向，z轴与气缸轴同向，y轴为发动机侧向.各部件节点和单元数见表1，其单元类型均为2阶四面体单元，生成的有限元模型见图1.表 1模型信息个零件节点数单元数连杆体254160连杆盖8955 376活塞9 88838 913其他零件6149 392

图 1有限元模型2边界条件

曲柄销中心全约束，活塞顶面中心点约束其2方向自由度.

设置曲柄销与轴瓦为间隙配合，上、下轴瓦间为过盈配合，连杆小头与衬套为过盈配合，活塞销与衬套为间隙配合.螺栓的预紧力以bolt load方式施加.

3计算工况

连杆在上止点位置时，分别受到最大惯性力载荷和最大爆发压力载荷.因此，本文对6种

工况进行结构应力计算，见表2.[1]