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发动机系统中的CAE分析应用

2018-08-20 09:46:29·  来源：有限元在线  
　
发动机系统的CAE分析设计了大量的非线性计算，如螺栓预紧力的施加，大量接触对的出现，具有强烈非线性行为的垫片部分的模拟等等，而abaqus优秀的非线性分析功能以及热固耦合分析功能可以很好的满足这类大规模的具有高度非线性行为CAE分析的要求。
发动机系统的CAE分析设计了大量的非线性计算，如螺栓预紧力的施加，大量接触对的出现，具有强烈非线性行为的垫片部分的模拟等等，而abaqus优秀的非线性分析功能以及热固耦合分析功能可以很好的满足这类大规模的具有高度非线性行为CAE分析的要求。

曲柄连杆机构
曲柄连杆机构工作中进行往复运动，受力条件比较复杂，也是热、机械负荷最高的部件，因而也是整个发动机分析中最为迫切的部件。在曲轴的工作过程中，疲劳失效是其主要失效原因，因此对曲轴的疲劳性能研究也是其CAE分析的一个主要内容。

连杆强度分析
连杆强度的校合是连杆设计的主要内容，同时，连杆的强度分析中涉及螺栓预紧，轴瓦过盈，气缸爆发压力、惯性载荷等等大量非线性和多工况分析内容。Abaqus独特的螺栓预紧、过盈模拟等功能保证分析结果可以为连杆强度校合提供准确依据。

曲轴孔扭曲的分析
曲轴承受复杂的交变载荷作用，其与曲轴孔的相互作用将导致曲轴孔的变形，这将对曲轴的润滑和使用寿命产生影响，因此曲轴的变形分析成为发动机CAE分析中的主要内容。采用abaqus提供的contact pair、tie等多种接触类型，以及足够多的接触参数，可以成功处理此类大规模模型的复杂接触问题。



连杆系统的机构模拟
Abaqus独特的connector单元可以模拟复杂的机构运动。部件可以是刚体也可以是变形体，因此可以进行相关的柔体运动学、运动学仿真。保证在概念设计阶段就发现设计的缺陷，并将其消除掉。



进排气系统
进排气系统设计是决定发动机性能的关键指标，需要进行相应的强度，刚度校合。

排气歧管的裂纹分析
国内某汽车制造商新开发的发动机在进行800小时循环负荷试验时，排气管产生了如图所示的裂纹。为了解裂纹产生原因，以abaqus计算排气歧管的温度场与热应力。由图可知，计算所得的应力集中位置与实验完全吻合，在此计算结果基础上进行相关的设计改进，成功消除排气歧管裂纹。



气歧管强度分析
复合材料进气歧管具有复杂的各向异性材料性能，利用ABAQUS与MOLDFLOW的接口，可以把由moldflow计算得到的部件的材料性能参数和成形中的残余应力导入ABAQUS模型，得到准确的材料本够关系，然后进行强度计算。

动力总成模态分析
动力总成的弯曲振动对汽车的NVH性能有着非常重要的影响，在严重时可以引起车辆零部件的早期共振破坏和疲劳失效破坏，减低整车的行驶安全性能，为了在汽车和发动机设计的早期对产品的结构和性能进行有效预测和控制，必须对其动力学总成及附件系统进行模态分析，得到他们的动态固有振动特性。Abaqus提供lanczos和subspace两种求解器，分别适合于求解大量和少量特征值问题。并且具有非常高的求解精度。





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发动机 CAE分析
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