[发明专利]一种柴油机外附件支架的优化设计方法

说明书

本发明涉及汽车设计技术领域，具体公开了一种柴油机外附件支架的优化设计方法。本发明提供的柴油机外附件支架的优化设计方法，在计算机上对柴油机外附件支架进行结构设计分析、评价并及时优化，整合了强度、疲劳、模态、优化等全套全流程分析，能够更全面更充分地预估开发风险，提高了分析验证的效率与准确性，并且能够缩短开发周期，降低了开发成本，具有较高的可靠性、移植性和可操作性。

技术领域

本发明涉及汽车设计技术领域，尤其涉及一种柴油机外附件支架的优化设计方法。

背景技术

随着柴油机排放要求的日益严苛，柴油机所附带的外附件也越来越多，例如发电机、水、油泵、EGR、增压器等，而支撑这些附件的支架也起着至关重要的作用，一旦变形或断裂将使各附件功能失效，从而严重影响柴油机的运行。此外还对整机噪声和舒适度有一定的影响。

外附件支架一般安装于柴油机气缸盖或缸体上，主要起支撑作用从而保证外附件的安装位置以实现其功能。在柴油机工作工程中，外附件支架所承受的载荷主要来自于其所支撑的外附件随整机、整车振动而产生的惯性力，同时还有来自于柴油机的激振。所以，柴油机外附件支架的设计要同时保证其具备较高的强度和刚度，这对柴油机外附件支架的设计提出了很高的要求。

在柴油机外附件支架的设计过程中，由于传统观念对支架设计的重视程度不够，使其远没有达到精益化设计的程度，往往较笨重，不仅影响了柴油机的整机重量而且用料多成本高。传统方法一般采用经验公式判断和与欧美机型类比的方法，而设计的分析、验证和优化工作必须要等实物样机完成后，才能在柴油机试验台架上开展，此时如果发现设计存在不合理的情况，很多修改都不易实现，耗时长，成本过高，占用人员和台架资源多，增大了优化设计的难度。现有模拟仿真技术对于柴油机外附件支架的设计、分析和优化工作，缺乏普遍有效的统一的流程规范、科学合理的评价方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柴油机外附件支架的优化设计方法，能有效避免设计缺陷，充分预估开发风险，提高了分析验证的效率与准确性，缩短了开发周期，降低了开发成本，具有较高的可靠性、移植性和可操作性。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种柴油机外附件支架的优化设计方法，所述优化设计方法包括：

根据柴油机外附件支架的三维模型，对所述柴油机外附件支架进行有限元静强度计算；

根据有限元静强度计算的结果确定所述柴油机外附件支架的设计符合静强度设计要求；

对所述柴油机外附件支架进行有限元高周疲劳强度计算；

根据有限元高周疲劳强度计算的结果确定所述柴油机外附件支架的设计符合高周疲劳强度设计要求；

对所述柴油机外附件支架进行有限元振动模态计算；

根据有限元振动模态计算的结果确定所述柴油机外附件支架的设计符合振动模态设计要求；

根据有限元静强度计算的结果、有限元高周疲劳强度计算的结果和有限元模态计算的结果对所述柴油机外附件支架进行改进和优化。

作为上述柴油机外附件支架的优化设计方法的一种优选技术方案，根据柴油机外附件支架的三维模型，对所述柴油机外附件支架进行有限元静强度计算具体包括：

根据所述柴油机外附件支架的三维模型，对所述柴油机外附件支架进行网格划分；

设置有限元静强度计算求解器；

进行有限元静强度计算，在计算收敛后，停止计算；

提取有限元静强度计算结果。

作为上述柴油机外附件支架的优化设计方法的一种优选技术方案，设置有限元静强度计算求解器包括所述柴油机外附件支架约束的设置及过载工况载荷的设置；