潍柴动力股份有限公司 山东潍坊 261061

在结构设计中，惰轮支架作为惰轮质量和皮带力等载荷的主要承载部件，其模态、强度和安全因数等必须满足相关的设计要求，否则将会引起前端轮系损坏。应用有限元分析方法进行结构风险预测，能够缩短研发周期，降低研发成本，已成为工程行业研发分析广泛应用的主要手段［1-2］。

由于柴油机的整车布局发生了变化，笔者因此重新设计了惰轮支架，采用有限元分析方法，建立惰轮支架的有限元分析模型，应用 ABAQUS软件［3-5］进行应力分析，应用 FEMFAT软件进行疲劳安全因数校核［6］，并根据计算结果优化惰轮支架结构［7-8］。

1 有限元建模

1.1 有限元模型

惰轮支架系统的有限元模型如图1所示，由机体、惰轮支架、两个惰轮和四个连接螺栓等部件组成。笔者应用HyperMesh软件［9］对模型进行二维网格划分，并生成四面体非结构化网格，共计254 684个实体单元。为了提高计算精度，对系统中的惰轮支架网格进行了细化，惰轮支架有限元模型如图2所示。为了减少计算量，对机体进行切割，保留部分建模。惰轮支架通过M10连接螺栓固定在机体上，两个惰轮通过连接螺栓固定在惰轮支架上。

▲图1 惰轮支架系统有限元模型

▲图2 惰轮支架有限元模型

1.2 材料性能参数

惰轮支架系统零件的材料及属性见表1。

1.3 边界条件及载荷定义

惰轮支架系统模型的参考坐标系如下：发动机飞轮端指向自由端为正Z向，下端指向上端为正Y向，遵循右手定则。在机体的X轴、Y轴和Z轴方向添加全约束边界条件，限制六个自由度。……