基于有限元的JZH25型均质机曲轴断裂分析及其改进设计

发布时间：2021-04-20 20:01

　　曲轴是均质机的重要零件,其强度和刚度直接影响到整机的工作性能。因为曲轴的结构形状比较复杂,各个曲拐的受力又在发生周期性的变化,所以运用经典力学对其进行强度和刚度计算有一定的困难。计算机技术的飞速发展使得有限元法在曲轴的强度、刚度计算中得到了广泛应用。本文以此为立足点,针对JZH25型均质机经常发生的曲轴断裂问题进行了有限元分析和改进设计。首先,对断裂曲轴进行受力分析,分析了曲轴的各种工况,确定其危险工况,建立了整根曲轴的有限元模型,施加约束和载荷后计算得到曲轴危险工况的应力云图,确定其危险点,并对危险点进行静强度和疲劳强度校核。查明曲轴断裂的原因是在低载荷作用下由于应力集中而引起的疲劳断裂。其次,根据曲轴断裂的原因提出了三个改进设计方案,并用评分法对三个改进设计方案进行评价,确定出最佳改进设计方案。然后对最佳改进设计方案中的曲轴、带传动进行重新设计,对改进设计后的曲轴进行强度、刚度校核并对改进设计后的整机进行经济性分析,确认改进设计后曲轴的强度、刚度和整机的经济性均能满足要求。最后,对改进设计后的曲轴进行模态分析,提取前8阶固有频率,得到曲轴前8阶模态的振型和位移等值线图,并计算出前8... 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 均质机的发展概况
    1.2 JZH系列均质机的工作原理及性能
    1.3 现代设计方法在均质机设计中的应用
    1.4 研究课题的提出
    1.5 本课题的思路及主要工作
第二章 JZH25 型均质机曲轴的断裂分析
    2.1 有限元结构分析的基础理论
        2.1.1 有限元法的概念
        2.1.2 有限元法的分析步骤
        2.1.3 影响有限元法分析精度的因素
    2.2 有限元软件ANSYS简介
        2.2.1 ANSYS的功能及特点
        2.2.2 ANSYS的基本组成
    2.3 JZH25 型均质机曲轴的断口分析
    2.4 JZH25 型均质机曲轴的应力分析
        2.4.1 曲轴危险工况的确定
        2.4.2 曲轴危险工况的受力分析
        2.4.3 曲轴有限元模型的建立
        2.4.4 曲轴危险工况的应力计算结果
        2.4.5 曲轴在惯性力作用下的应力计算
    2.5 JZH25 型均质机曲轴的强度分析
    2.6 本章小结
第三章 JZH25 型均质机的改进设计
    3.1 JZH25 型均质机的改进设计方案
    3.2 JZH25 型均质机改进设计方案的选择
        3.2.1 评分评价法简介
        3.2.2 加权记分法的评分步骤
        3.2.3 JZH25 型均质机改进设计方案的选择
    3.3 JZH25 型均质机最佳改进方案相关零件的改进设计
        3.3.1 JZH25 型均质机曲轴的改进设计
        3.3.2 JZH25 型均质机V带传动的改进设计
    3.4 JZH25 型均质机改进设计后曲轴的强度校核
        3.4.1 改进设计后曲轴的受力分析
        3.4.2 改进设计后曲轴危险工况的有限元应力计算
        3.4.3 改进设计后曲轴在惯性力作用下的应力计算
        3.4.4 改进设计后曲轴的强度校核
    3.5 JZH25 型均质机改进设计后曲轴的刚度分析
    3.6 JZH25 型均质机改进设计后整机的经济性分析
    3.7 本章小结
第四章 JZH25 型均质机改进设计后曲轴的模态分析
    4.1 有限元模态分析的基础理论
    4.2 模态分析的主要步骤
    4.3 JZH25 型均质机改进设计后曲轴的模态分析
        4.3.1 改进设计后曲轴有限元模型的建立
        4.3.2 模态分析的计算结果
    4.4 JZH25 型均质机改进设计后曲轴的临界转速计算
    4.5 本章小结
第五章 结论
    5.1 全文总结
    5.2 本课题的展望
参考文献
发表论文和科研情况说明
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]8300柴油机曲轴的三维有限元计算分析[J]. 王益民,郁其祥,崔毅.  柴油机. 2004(01)
[2]曲轴的疲劳断裂分析[J]. 徐延海,贾丽萍,张建武.  机械强度. 2002(04)
[3]基于ANSYS的R175A柴油机曲轴应力分析[J]. 刘必荣.  盐城工学院学报(自然科学版). 2002(02)
[4]G170柴油机曲轴有限元分析[J]. 蒲明辉,黄世伟.  广西大学学报(自然科学版). 2000(02)
[5]曲轴应力分析的有限元方法[J]. 苏培德,张东峻,许纪,卞学询,周忠源.  机械设计. 1994(02)

硕士论文
[1]基于有限元法的内燃机机体振动分析与噪声预测研究[D]. 马万福.天津大学 2005
[2]静电喷涂机器人的反求设计[D]. 王义.天津大学 2005



本文编号：3150308