胡斌，疏剑，贾会星，龚厚仙

（滁州职业技术学院，安徽 滁州 239000）

引言

在现代汽车发动机中,曲轴是最重要转动部件之一。它不仅连接连杆等部件，也承受着复杂，交变的冲击载荷。现代汽车的快速发展，对发动机的振动和控制噪声要求越来越高[1]。通过经典的力学设计方法，很难适应现代发动机曲轴的性能要求。本文对某款四缸发动机中曲轴进行建模，再利用ANSYS WorkBench软件对曲轴进行模态分析。以下为曲轴的参数：

表1 曲轴的参数指标（mm）

一、曲轴的模态分析

（一）三维模型的建立与简化

利用UG软件高效的建模，对四缸发动机的曲轴进行三维造型。完成曲轴的实体造型之后，通过ANSYS Workbench与三维软件的接口，输出STP实体文件的格式，导入到ANSYS Workbench下。

曲轴的结构相对来说比较复杂，存在很多工艺孔，工艺角，安装定位孔和油道。如果在进行有限元模型建立的时候，考虑这些细微之处，则会使得有限元模型的网格非常的粗糙，导致计算精度的降低。在这里对曲轴进行合理的几何处理是完全有必要的。所以对曲轴中的工艺孔，工艺角及油道，进行几何清理。利用UG软件的同步建模命令中删除面命令对曲轴的实体模型进行几何清理。如图所示1曲轴简化后的三维模型[2]。

图1 曲轴简化后三维模型

（二）曲轴网格的处理

在UG软件当中进行了特征清理之后，导出曲轴格式为STP203的格式。利用ANSYS Workbench中提供的几何接口，导入UG输出的STP格式下的曲轴。

综合考虑在有限元软件中，六面体网格的质量，计算精度和计算结果的正确性是远大于四面体网格。……