c) 三阶固有频率 7050.2 d) 前十阶固有频率

　　c) Third rank natural frequency d) ten steps natural frequency of ten ranks

　　图 1S195柴油机连杆固有频率

　　Fig.1 Rod natural frequency of S195 engine

由模态分析可见，连杆刚度足够大(甚至有点过大，因为曲柄连杆机构额定工况下转速为,惯性力频率仅为左右)。要在ADAMS中分析连杆小头受力区域

　　及大小随时间的变化关系，还应把活塞销定义为弹性体，在进行模态中性文件生成的时候，必须在两杆大小头及活塞销中心各建立一节点，用于在ADAMS环境中定义连接，并定义活塞销外表面与连杆小头内孔表面为接触，设置接触对摩擦系数为0.05。接触对的定义是一个较为复杂的过程。进行这样的分析对计算机机有很高的要求，因为ADAMS在对包含有弹性体的机构进行动力学分析时，还需要求解弹性体单元的应变和应力，计算量很大，需要计算机内存足够，网格划分经多次尝试基本合理不能使单元数过大。笔者经过多次尝试后推断连杆小头的变形如图2：

　　虚线：最大惯性力作用下的内孔变形; 实线：最高爆发压力作用下的内孔变形

　　图2 连杆小头内孔变形

　　Fig.2 Small connecting hole distortionof rod

　　3 结束语

　　本文主要对内燃机曲柄连杆机构工作过程中的动力学问题进行研究，通过对动力学公式的编程计算和动态仿真分析，成功的演示了S195柴油机额定工况下工作时，曲柄连杆机构各部件间的相互作用力。本尝试的特点一是采用Mtable加载方式对气缸内气体压力进行动态模拟。二是利用ANSYS和ADAMS结合的方法定义有限元分析边界条件，可以极大的提高分析的精度和计算结果准确性。三是在活塞销与连杆小头之间设置接触对，可仿真分析连接轴受力区域及受力大小。

　　参考文献： 傅永华.有限元分析基础[M].武汉:武汉大学出版社,2003 ANSYS INCORPORATED. ANSYS结构分析指南[上、中、下][M]. Version6.0 任重.ANSYS实用分析教程[M].北京:北京大学出版社,2003 张胜民.基于有限元软件ANSYS 7.0的结构分析[M].北京:清华大学出版社,2003 陈国华. 有限元法在内然机工程中的应用[M].北京：机械工业出版社,1995

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