基于UG和ANSYS的四缸曲轴有限元模态分析_徐中华

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基于UG和ANSYS的四缸曲轴有限元模态分析徐中华曲轴是发动机中最重要 、 价格最昂贵的零件之-，
曲轴的强度 、 刚度能直接决定发动机的性能， 强度足
够 、 重量适中的曲轴无疑是保障发动机正常运行的条
件 。 曲轴设计是否可靠， 对发动机的使用寿命有很大
的影响 。 而由于曲轴的形状及其载荷比较复杂， 对其
采用经典力学的方法进行结构分析往往具有局限性 。
有限元法是根据变分原理求解数学物理问题的-种数
值计算方法， 是分析各种结构问题的强有力的工具， 不
论结构的几何形状和边界条件多么复杂， 不论材料性
质和外加载荷如何多变， 使用有限元法均可方便地进
行分析和获得满意的答案
[ 1 ]
。
本文采用有限元法对四缸发动机曲轴进行自由模
态分析， 以得到其固有频率和振型， 可为曲轴的结构
动力学分析和曲轴的优化设计提供理论依据 。
1模态分析的有限元基础
根据振动理论及有限元理论， 具有有限个自由度
的弹性系统， 其振动微分方程为: