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当ANSYS对零部件设计中的解决方案

发布时间:2021-09-11 07:19:54 阅读: 来源:建筑模板厂家

ANSYS对零部件设计中的解决方案

发动机机体同时承受高着热负荷和机械负荷工作,本质上是多物理场偶合工作体,ANSYS 多物理场分析的功能为发动机的分析提供了完整的解决方案。

ADAPCO 公司用ANSYS 详尽地进行了某V6发动机机体的热分析、结构分析、动力分析和热-结构耦合分析(图13,14)。对产品开发作用特别明确。

1.1 柄连杆机构运动件

活塞、曲柄连杆等运动件是高热/机械负荷部件,因为往复运动,其质量对整个发动机性能非常重要。ANSYS 分析热和机械载荷下的形状及应力为设计提供依据。

连杆强度向来是发动机设计关键,ANSYS 柔体-柔体接触计算功能可以准确模拟连杆与大头盖、主销、曲柄销间联合工作状况。这是ANSYS 系统分析功能和强大的接触功能体现。

ANSYS 曲轴结构分析和模态分析功能计算出曲轴扭转与弯曲模态,通过频率优化达避免震动时腐化伤人和破坏仪器到减震效果。ANSYS 的疲劳计算功能,精确的计算曲轴传统疲劳强度,同时还可计算出曲轴的强度因子,从而预测疲劳裂纹的产生及疲劳寿命。应用ANSYS 对曲轴轴颈及油膜进行流-固耦合分析评价高曲轴的耐磨性。

曲轴连杆机构运动件的重量优化设计,不仅是节省材料及发动机重量降低,运动件质量对改善发动机整体的工作状况特别有效,ANSYS 形状优化的功能可以对活塞内腔、使用方便活塞销孔、连杆形状、曲轴圆角和曲柄臂尺寸进行优化设计。

1.2 机体:

缸盖、箱体、缸套

机体、缸盖的热分析特别重要,热疲劳是失效和“拉缸”主要原因,为保证可靠性与耐久性,应用ANSYS分析机械和热负荷下的刚度、强度是设计师的首选。ANSYS 可准确地操作方便计算出机体的自振频率及模态。以控制噪声源。此外ANSYS 可模拟机体的热冲击实验、热-结构耦合分析可计算出机械负载、热负荷双重作用下机体的变形,应力分布。流体-结构偶合分析轴承油膜状态进行润滑系设计等等。

拟某型号发动机机体热冲击实验,根据分析结果改进结构,效果明确。

1.3 气机构:

进排气门、气门弹簧、摇臂、推杆、挺杆、凸轮轴、正时齿轮

配气机构影响发动机性能,要求进行精确计算。ANSYS 系统分析能够考虑配气机构中各个部件的弹性变形,从而取得比刚体假定更精确凸轮-气门规律。

找到了构摇臂座裂纹发生的原因。提出改进方法。

气门弹簧承受高频交变载荷,伴随着多气门设计的发展趋势,弹簧尺寸限制更大, ANSYS非线性瞬态动力分析及疲劳分析的功能,可较好地解决非线性变节距弹簧高应力破坏及疲劳损坏问题。排气阀受高速冲击载荷、受高温燃气冲刷,ANSYS 热-结构耦合分析可仿真,热疲劳分析预测可靠性都是十分有效。

配气机构分析中存在着大量的接触问题,ANSYS 高级接触单元、接触向导、智能化接触参数设置的功能引导设计工程师方便、有效、快速地进行配气机构的非线性分析,解除了计算者非线性参数选取试凑的苦恼,大大加速了分析进度。

1.4 进排气系:

空气滤清器、进排气道、增压器、消声器

进排气系统的设计关系到结构-热-流体-声的综合作用,是典型的多物理场问题。ANSYS 计算流体动力学可计算气道的流场分布、压力分布、温度分布、湍流动能、湍流耗散率,得到气道几何形状对进气效率的影响,;通过ANSYS 独一无二的流场优化功能,可使发动机由于进排气阻力高端树脂、特种橡胶及工程塑料等先进化工材料而造成的功率损失减至最低。

进排气系是汽车噪声的重要噪声源,ANSYS 声场分析和声场优化可求解出声压分布及分贝级别,通过对消声器的声-流体-结构耦合的优化仿真,可大大降低排气噪声、减小排气阻力。增压器涡轮有轮-轴过盈配合、超高速旋转、和叶片振动等严格的工作条件,ANSYS 协助用户完美解决了工程中提出的多项技术问题。

1.5 燃油供给系:

油箱、油泵、高压油管

燃油喷射和进气螺旋关系到燃烧充分和排放,ANSYS 流体动力学分析及优化功能允许设计师在物理样机制造之前考查多种气道方案得到最优设计。

国家已经禁止化油器车销售,电喷技术普遍应用,通过电控实现智能燃油供给,提高功率和控制排放,ANSYS 多物理场仿真技术可模拟电喷过程的“电-磁-结构多场耦合”的工作状况,为电喷系统的设计提供了从性能评价到结构设计的完整解决方案。

1.6 冷却系:

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