宁宁　付雨霞

摘 要：本文阐述了三维有限元分析技术在大功率柴油机零部件设计、生产过程中的应用，从理论上预先验证柴油机各部件的安全性和可靠性，对所设计的零部件进行强度、寿命分析，以减少样机在台架上的试验时间。

关键词：CAE；有限元；柴油机

中图分类号： U664.121 文献标识码： A

Abstract： This paper introduces the application of 3D-FEM in parts design and production for large-power diesel engine. It verifies the safety and reliability of parts in advanve， analyses the strength and life of parts and reduce the test time of the sample engine on the test-bed.

Key words： CAE； Finite element； Diesel engine

1 前言

近年来船舶柴油机正朝着大型化、高功率和轻量化等方向发展，柴油机的结构和性能都有了很大的改进，对零部件的可靠性提出了更加严格的要求。柴油机的排放指标不断提高，运动部件的工作条件越来越恶劣，变形量增大，可靠性下降，出现损伤和断裂的可能性增大，只凭以往的经验及传统设计理论去判定零部件的安全可靠性难以满足要求。

2 使用三维有限元计算分析的意义

计算机辅助工程CAE（Computer Aided Engineering）是计算机技术和工程分析技术相结合的新兴技术，其主要是实现结构分析和结构优化。CAE的方法有多种，包括边界元法、有限单元法等，但应用最广泛的是有限单元法，又称有限元分析。

有限元分析的基本思想是将物体（即连续的求解域）离散成有限个简单单元的组合，用这些单元的集合来模拟或逼近原来的物体，从而将一个连续的无限自由度问题简化为离散的有限自由度问题。物体被离散后，通过对其中各个单元进行单元分析，最终得到对整个物体的分析结果，随着单元数目的增加，解的近似程度将不断增大。

通过使用有限元分析方法来证实柴油机各部件的安全性和可靠性，对其未来的工作状态和运行状态进行模拟，及早发现设计中的缺陷，缩短样机的生产周期，降低产品的成本。……