基於ANSYS的曲軸受力分析與改進

該曲軸的主要是在ANSYS經典界面中建立模型的，其實由於ANSYSworkbench的出現，推薦大家以後使用ANSYSWorkbench的界面中做分析吧，這就好比傻瓜相機和專業相機的區別，作為接觸該軟體的新手，建議大家先接觸傻瓜相機吧。以後用到相關技巧的話可以插入APDL命令的方式來完成。

基於Ansys曲軸受力分析與改進

曲軸是發動機的重要組成部分之一，它的作用是將活塞的往複直線運動變為旋轉運動，再將這一旋轉運動傳遞給其他機械。曲軸的受力情況是曲軸使用壽命的關鍵，如何提高受力情況，改進曲軸的結構是發動機壽命的關鍵之處。因此本次分析，對曲軸在不同階段的受力情況進行了分析，並將受力最大的地方進行改進，以減小內應力，提高曲軸的使用壽命。

在ansys中對曲軸進行建模，並劃分網格。

在ansys建模時採用自頂向下的方式建模，建立圓柱，再依次向右建模，採用面拉伸，在相同結構時候可以採用copy命令進行複製，在不同部分採用偏移工作平面的方式進行局部繪圖，最後將所做的幾部分實體圖進行布爾加操作，使之成為一個整體。為了便於劃分網格，以及受力分析是便於施加90°方向的面壓力，採用dividevolume by workplane劃分實體為兩部分。繪製的最終結構圖如圖所示。

劃分網格時候，該結構採用solids45單元進行劃分，全體尺寸採用10.劃分時由於該結構較複雜，曲軸受力不均勻，因此用free自由網格劃分。劃分結果如圖所示。

在受力情況中，對齊材料屬性為：彈性模量3E7，泊松比0.3

由於汽缸活賽在工作工程中，每次循環有四個衝程：壓縮衝程、做功衝程、排氣衝程、吸氣衝程，因此對曲軸左右部分進行不同時間的受力情況分析。

由於兩曲軸的發動機，在一側是做功衝程的時候，另一側是排氣衝程，因此兩曲軸在相同時刻受力情況不同。本次分析對左側做功衝程時候受力最大的時候進行分析。

該曲軸左右兩端軸肩的外斷面進行位移約束，對曲柄上進行受力分析。

3.受力分析

3.1對左曲軸的受力分析

左曲軸180°範圍內受力情況，受力大小為200，採用Press面壓力；右側180範圍內受力情況為20.其受力情況如圖所示。

對其進行分析計算，其變形情況如同所示，受力雲圖如圖所示。

可見在左側受力時軸的左側根部受力情況最大，容易發生破壞,右側較小。

3.2對左側90°範圍內受力情況如圖所示

內應力如圖所示，結果顯示根部受力最大。

3.3對左側在壓縮衝程結束後做受力情況如同所所示

變形情況如圖所示

4.對右曲軸的受力分析

右曲軸180°範圍內受力情況，受力大小為200，採用Press面壓力；左側180範圍內受力情況為20.其受力情況如圖所示。

對其進行分析計算，其變形情況如同所示,可見在受力情況如圖所示。

右側受力時候同樣軸的根部受力情況最大，容易發生破壞.

5.改進方法及受力分析

為了改進以上的缺點，在曲軸的收應力最大的地方採用倒角的方法進行該進。本次結構倒角處採用到直角邊長為2.其結構圖如圖所示

再對相同地方，相同時刻進行受力分析，受力以及大小如圖所示。

5.1左側180°範圍內受力

分析結果如圖所示

5.2右側90°範圍內受力

受力雲圖如圖所示。

5.3右側180°範圍內受力

6.結果

通過以上分析可以發現在軸類零件的結構中，在軸肩的根部進行倒直角或者倒圓角可以明顯減少零件的內應力情況，以提高零件的壽命，這對機械的壽命延長起

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