[发明专利]一种分析连杆屈曲的方法

说明书

本发明提供一种分析连杆屈曲的方法，包括建立分析模型，分析模型至少包括活塞销、连杆和曲轴。将分析模型导入分析软件。对分析模型进行装配之后，对曲轴的转动自由度进行约束，并且在活塞销上添加爆发压力。求出连杆杆身最小截面处的压应力。求出连杆的屈曲安全系数，其为材料的屈服极限应力与上述步骤中获得的压应力之间的比值。本发明涉及的分析连杆屈曲的方法，能够基于连杆在使用的过程中，不会发生因弯曲造成的失效的目的，快速分析连杆屈曲是否满足要求，为后期设计及分析提供参考数据，从而能够快速简便地确认设计的有效性，避免连杆在后期使用的过程中，由于刚度的不足造成连杆的弯曲失效。

技术领域

本发明涉及汽车发动机中的连杆技术领域，具体涉及一种分析连杆屈曲的方法。

背景技术

连杆是发动机的重要零部件，连杆组的作用是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并把作用在活塞组上的力传递给曲轴。连杆主要承受气体压力和往复惯性力所产生的交变载荷。因此连杆设计应首先保证连杆具有足够的疲劳强度和结构刚度。现常用的连杆分析内容主要包括连杆小头、杆身、连杆大头等的疲劳强度，并未涉及连杆杆身的屈曲计算。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种分析连杆曲屈的方法，能够基于连杆在使用的过程中，不会发生因弯曲造成的失效的目的，快速分析连杆屈曲是否满足要求，可广泛用于发动机的连杆分析。能够求解出批产状态连杆的屈曲安全系数，并建立相应的数据库，为后期设计及分析提供参考数据，从而能够快速简便地确认设计的有效性，避免连杆在后期使用的过程中，由于刚度的不足造成连杆的弯曲失效。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种分析连杆屈曲的方法，包括如下步骤：S01:建立分析模型，分析模型至少包括活塞销、连杆和曲轴。S02:将分析模型导入分析软件。S03:对分析模型进行装配之后，对曲轴的转动自由度进行约束，并且在活塞销上添加爆发压力。S04:求出连杆杆身最小截面处的压应力。S05:得出连杆的屈曲安全系数，其为材料的屈服极限应力与步骤S03中获得的压应力之间的比值。

根据本发明的用于分析连杆屈曲的方法，能够基于连杆在使用的过程中，不会发生因弯曲造成的失效的目的，快速分析连杆屈曲是否满足要求，可广泛用于发动机的连杆分析。

对于上述技术方案，还可进行如下所述的进一步的改进。

根据本发明的分析连杆屈曲的方法，在一个优选的实施方式中，在步骤S01中，分析软件采用三维造型软件。

采用三维造型软件直接进行分析，能够在三维造型软件中建立分析模型之后不需要将分析模型导入其他分析软件，从而能够使得连杆的屈曲分析更加方便。

具体地，在一个优选的实施方式中，步骤S04包括如下子步骤：S041:利用三维造型软件分别提取连杆杆身最小截面垂直于摆动平面的轴线和位于摆动平面的轴线两个方向上的转动惯量。S042:运用Excel表格编辑计算公式，输入分析数据求出连杆杆身最小截面在步骤S041中两个方向上的合成压应力。计算公式为：

其中:σ_x为屈服极限应力，c为抗弯系数，I_x为连杆杆身最小截面分别垂直于摆动平面的轴线和位于摆动平面的轴线两个方向上的转动惯量，f_m为连杆杆身最小截面的横截面积，L为连杆大头孔中心到连杆小头孔中心的距离，P_c’为添加在活塞销上的爆发压力。1为连杆杆身最小截面垂直于摆动平面的轴线方向的连杆长度系数，连杆杆身最小截面位于摆动平面的轴线方向的连杆长度系数为0.5。

通过三维造型软件直接提取连杆杆身两个方向上的转动惯量，并能够通过Excel数据表格快速求解连杆杆身最小截面处两个方向上的合成压应力，整个分析过程简单便捷且分析数据精准可靠。