李义，杨晶，刘永进

山河智能装备股份有限公司 国家企业技术中心，湖南 长沙 410100

0 引言

机体安装着发动机所有主要零件与附件，是发动机的骨架和外壳。发动机工作过程中，机体承受着大小和方向周期性变化的气体力、惯性力和力矩的作用，为保证发动机可靠和耐久地工作，机体必须有足够的强度与刚度。在发动机的开发及结构设计中，机体及主要零部件的有限元分析至关重要。张瑞波等[1]研究表明，螺栓轴向预紧力对机体模态频率与振动位移影响很大；杨万里等[2]研究表明，机体主轴承座分工况并采用不同的计算模型可保证仿真结果的可靠性；曹茉莉等[3]研究表明，螺栓凸缘结构的改进可以改善机体圆滑过渡部位的应力分布；杜建红等[4]研究表明，采用分层次的特征模型可以方便的对机体结构进行简化处理。

本文中利用有限元分析软件，根据发动机总体性能要求初步确定2种规格的螺栓，对机体进行仿真分析、经验计算与拧紧试验，分析机体内部零部件的应力分布，计算接触面正应力，并根据分析计算与试验结果来判定螺栓性能。

1 有限元模拟分析计算

1.1 模型建立及网格划分

发动机机体模型对有限元分析结果影响很大，本文中对某直列四缸、缸内直喷汽油发动机机体进行研究，发动机主要技术参数如表1所示。

表1 发动机主要技术参数

机体的结构尺寸大，如果对整个机体模型进行模拟分析计算，需要划分大量网格，花费大量时间；……