阮帅帅，谭丕强，崔淑华

（1. 同济大学 汽车学院，上海 201804；2. 东北林业大学 交通学院，哈尔滨 150040）

发动机连杆的有限元分析及结构优化

阮帅帅1，谭丕强1，崔淑华2

（1. 同济大学 汽车学院，上海 201804；2. 东北林业大学 交通学院，哈尔滨 150040）

本文运用ANSYS Workbench 2.0对N485柴油机连杆进行仿真计算，对极限工况下的应力分布进行分析，并在此基础上采用DOE优化技术对其结构实施优化，计算所得数据，可为厂家改进连杆设计提供参考。

连杆；ANSYS Workbench；有限元分析；优化设计

0 引言

随着能源问题日益加剧，从降低油耗的角度出发，要求汽车朝轻量化方向发展，其中，发动机轻量化已成为整车开发中一个不可忽视的问题。基于发动机轻量化考虑，须对其主要零部件实施优化，以减小体积，减轻质量。连杆作为发动机中受力最复杂的部件之一，如何使之重量轻、强度高，成为现代发动机设计中争相突破的目标。本文应用ANSYS Workbench 2.0（下文简称AWE）对N485柴油机连杆进行仿真计算，研究它在极限工况下的应力分布状况及危险区域，并在此基础上对其结构实施优化。

1 连杆受力分析

连杆在工作中受力复杂，基于动静法分析，主要受到活塞作用力、连杆惯性力、曲轴作用力及螺栓预紧力的作用。在惯性力系下，气体力与活塞组往复惯性力矢量叠加后，形成活塞作用力传至连杆。当连杆存在摆角时，活塞作用力在连杆小头孔内分解为沿杆向的作用力和垂直于缸壁的侧压力。此时气缸壁还给活塞一个与侧压力等大反向的作用力，因而传到连杆上的力就只有杆向作用力。……