图15 疲劳强度计算
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5 结论
本文在曲柄连杆机构的运动学和动力学分析的基本理论的基础上，应用三维建模软件PRONE、多体动力学仿真软件MATLAB以及有限元分析软件ANSYS对机构进行了力学行为分析。(1)运用MATLAB图形用户界面建立机构的仿真模型，实现了曲柄连杆机构的运动仿真和动态模拟，对曲柄连杆机构的设计研究具有一定的重要意义，为减少磨损和降低噪声等方面的曲柄连杆机构优化设计奠定了基础。该方法也可用于其它四杆机构、多杆机构的运动学分析、动力学分析，其优越性在于把用户从复杂繁琐的数学计算中解放出来，提高了求解速度，保证了求解精度。(2)利用MATLAB-Simulink对曲柄连杆机构进行了动力学仿真分析，得到转动副A上的作用力、曲柄上的作用的力矩及其所作的功和滑块上作用的约束反力的曲线图，并找出它们变化的规律，能为机构的选型和优化设计提供参考依据。(3)采用ANSYS有限元分析软件对考虑轴承间隙的机构进行冲击动力学分析，找到轴承间隙对机构性能影响的规律，可以给内燃机甚至是汽车、航天、船舶等领域提供丰富的理论依据。(4)通过运用有限元分析软件ANSYS对内燃机曲轴进行模态分析，系统研究了曲轴的振动规律，为内燃机结构的振动、噪声问题提供了一定的帮助。这表明用有限元方法对结构比较复杂的曲轴的动力学分析是一种有效方法，为进一步研究曲轴的结构优化和动态响应奠定了基础。对连杆大头轴瓦进行了有限元弹性体与液体动力学的综合计算，得到了连杆大小头的受力与油膜润滑状况。对连杆进行了装配应力计算，结果表明，轴瓦过盈引起的背压正常，最大螺栓预紧力下大头孔变形没有超过轴瓦的削薄量，能够满足连杆大头孔的刚度要求。对最大超速时引起的最大惯性力时刻进行了拉工况的计算，计算结果表明杆身与杆盖在发动机运转过程当中能够较好的贴合在一起。
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