机床与液压

作者：姚行举，于洁，朱帅伦，袁伟，池宝涛，丛建臣

单位：山东理工大学机械工程学院；山东理工大学机械工程学院；山东理工大学机械工程学院；山东理工大学机械工程学院;天润工业技术股份有限公司；山东理工大学机械工程学院；山东理工大学机械工程学院;天润工业技术股份有限公司

关键词：曲轴;失效分析;应力分析;响应面法;结构优化

基金：中央引导地方科技发展专项资金项目（YDZX2022003）；国家自然科学基金项目（12202251）；山东省自然科技基金项目（ZR2022ME122；ZR2022ME120）；中国博士后科学基金（2022M712393；2021M702024）

发动机运行过程中，曲轴轴颈在不同转角处磨损情况有所不同，导致曲轴表面匹配精度降低。对内燃机曲轴进行应力应变分析，基于有限元方法建立直列六缸内燃机曲轴三维模型，根据内燃机实际受载情况对曲轴施加约束和载荷并进行静力学仿真分析。结果表明：曲轴最大应力发生在曲轴连杆轴颈与曲柄销之间的过渡圆角处，曲柄销中心出现最大形变。基于响应面法对曲轴进行优化分析，结果表明：优化后的曲轴最大应力与最大变形都有所减小，其中，最大应力减少了12.42%，最大变形减少了16.83%。为验证优化的可行性，对优化后的曲轴进行企业调研，结果表明：结构优化后的曲轴故障率和返修率都有所减小，降低了曲轴早期出厂的故障率。

来源：2024年第19期

《机床与液压》期刊编辑部

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