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曲軸是發動機中結構比較復雜、承受載荷比較大的零件。在曲軸的工作過程中，疲勞失效往往是其失效的主要原因，因此，曲軸的疲勞性能強度分析研究顯得尤為重要。
隨著車用發動機向大功率方向發展，同時也要滿足低質量、高可靠性要求，傳統的曲軸強度分析方法，由于計算精度低等原因已經不能滿足需要。研究結合多體動力學和有限元分析方法，使用MSC相關軟件，計算發動機額定轉速下曲軸一個工作循環中的動態應力，并結合相關高周疲勞方法，對曲軸的疲勞性能進行分析，判斷其疲勞性能是否滿足工程要求。
整個仿真分析由有限元模型生成、一維和三維模態比較、有限元模態壓縮、動力學分析、動應力恢復和疲勞分析組成。分析中使用由MSC Patran進行前處理而建立的有限元模型，模型大部分為六面體單元，主要是為了減少節點數目并提高計算精度。模型中包括曲軸、扭轉減振器、飛輪以及離合器，各個零件之間使用RBE2單元進行連接，完整有限元模型如圖。對于新建完成的曲軸系有限元模型，需要同一維梁一質量點構成的曲軸模型進行模態比較，在保證其一階扭轉、彎曲頻率和二階彎曲自振頻率與一維模型一致的情況下，有限元模型才能用于計算使用。若兩者頻率差別較大，需要重新修改有限元模型，并進行模態分析，直到達到要求為止。當然，作為頻率分析標準的一維模型必須保證各個分塊的質量和轉動慣量的準確性。
專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
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