485Q内燃机连杆CAE分析

这两天做个东西，不经意间解决了一个持续很长时间的问题，于是便想到用2015年4月7日下午给王朋在图书馆画的这个模型予以验证。

分析五分钟，扯淡两小时；正文五张图，废话两页纸。

以下是分析结果。

一、项目简介

该485Q连杆模型根据图书馆图纸绘制，比例1:1，若图书馆图纸是实物图纸，则本模型与实际产品在大体尺寸上是一致的。模型部分尺寸如图1所示。

图1 模型尺寸

二、前处理

2.1 三维建模

连杆模型采用Siemens NX建立，如图2所示。

图2 485Q连杆模型

2.2 分析设定

材料杨氏模量、泊松比按经验值选取，疲劳分析中，材料抗拉强度根据软件提供材料自动匹配。CAE分析中，对三维模型进行适当修正，根据实际工况并合理简化后施加边界条件和工作载荷。

三、DS SIMULIA分析

3.1 变形分析

图3 变形分析

由于材料是铁，相当结实，因此变形很小，最大变形0.114mm左右。

3.2 应力分析

图4 Mises应力分析

同理，最大Mises应力284.70MPa。

3.3 疲劳分析

图5 可靠性分析

图5显示，在额定耐久寿命25万次下，可靠性介于0.67～1之间。

图6 强度系数分析

图6显示，在额定耐久寿命25万次下，强度系数介于1.141～2.000之间。

图7 耐久寿命分析

图7显示，连杆杆最小疲劳寿命达到50万次。

四、ANSYS Workbench分析

4.1 变形分析

图8 变形分析

最大变形0.121mm左右。

4.2 应力分析

图9 应力分析

最大应力285.54MPa。

4.3 疲劳分析

图10 安全系数

在25万次耐久下，最小安全系数0.241。

图11 耐久寿命

疲劳次数0.38～100万次。

五、Python简化Abaqus/CAE操作

一个很明显的例子是，如果每次都要调整视图位置和模型渲染状态，既无聊又费时费力，显然用Python将每次调整的参数固定下来，以后只需要一次加载运行即可将结果以想要的方式显示出来，随心所欲、为所欲为。

图12 视图操作

若需要对结果数据库中的数据进行计算和保存结果，如果每次都手工操作，相似的操作不厌其烦。可以做成Python模块，一次开发，永久使用。

图13 数据处理

经测试，原来提取反作用力、位移等数据并进行处理用时5分钟，现在不到30秒就可以解决问题。

视频1 测试视频

六、结论

485Q连杆分析到此结束。

七、其它

本CAE分析数据仅供参考，连杆实际性能参数须以实验数据为准。