第32卷(2010)第3期结构与可靠性
柴油机 Diesel Engine
连杆有限元计算边界条件研究
丁家松'，李全”，梁刚
Vol, 32(2010) Nox 3
（1.海军驻七一一研究所军事代表室，上海201108；2.七一一研究所，上海201108）
摘要：从几何和载荷边界条件出发，通过数值计算，讨论了在连杆计算中，各种边界条件的不同设置对连杆计算精度造成的影响，结果表明，边界条件处理是否恰当对连杆计算的精度起着至
关重要的作用；并将结果应用于某成熟机型连杆的计算，得到较可信的结果。关键词：连杆：有限元：边界条件
中图分类号：TK423.3*2
文献标识码：A文章编号：1001-4357(2010)03-0024-05
Research of Boundary ConditioninFiniteElement
Analysisof ConnectingRod Ding Jiasong' , Li Quan , Liang Gang
(1. Naval Deputy Office of Shanghai Manine Diesel Engine Research Institute, Shanghai201108 ;
2. Shanghai Marine Diesel Engine Research Institute, Shanghai201108)
Abstract : Based on geometry and load boundary conditions and through numerical calculation , the influ-ence of differenl sellings of various boundary conditions on the precision of connecting rod calculation are discuged. The results show that propr settings of bouxlary conditions plays an important role in precisc calculation of connecting rod. These methods were applied to analyze a cormecting rod for a malure type of engine and some believable results were obtained.
Keywords : connecting rod; finite element method ; boundary conlition
1引言
连杆作为发动机中承受交变载荷最严重的部件之一，其工作的可靠性、安全性直接影响发动机的正常工作。对连杆设计的主要要求是：在保证足够的强度、刚度和稳定性的情况下，尽可能达到质量轻、体积小、形状合理，并最大限度地减缓过渡区的应力集中。早期连杆计算往往需要对连杆模型及边界条件进行简化，计算结果相对粗糙。随着计算机技术和有限元软件的快速发展，特别是非线性算法、接触分析、特殊单元的运用，为连杆的精细分析研究提供了很多新方法，目前已经有很多关于连杆有限元计算的文献，计算方案在不断改进，其目的就是为了精确地对连杆进行分析。在有限元计算
中，对计算结果的精度影响最大的当属包括几何和载荷在内的边界条件的确定。
2
连杆几何边界条件
连杆部件是由各个分离的组件组装而成，各部
分之闻存在着很多配合面，接触状态复杂，对连杆的强度和刚度有很大影响，完全不考虑这些因素所得出的计算结果和真实的力学性态有相当的差距2。连杆组件包括连杆体、连杆盖、连杆螺栓、螺母，小端衬套、大端轴瓦、活塞销及曲柄销，在
连杆计算中，需充分考虑各部件之间的接触。 2.1
接触设置
连杆组件各接触面之间的接触关系直接影响到计算结果的精度。虽然几何模型按照名义尺寸建
收稿日期：2009-12-28
作者简介：丁家松（1957－），男，高级工程师，主要研究方向船用柴油机设计与制造技术。