【機械類畢業(yè)論文中英文對照文獻翻譯】基于ANSYS的一二缸曲軸諧波分析
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附錄1：外文翻譯
基于ANSYS的一二缸曲軸諧波分析
talikoti巴薩瓦拉杰醫(yī)師研究學者 機械工程系。K. Pillai博士M.瓦大學工程媒體研究，新本韋爾，馬哈拉施特拉，印度
S. N. Kurbet博士教授和機械工程帶頭人。機械工程系。basveshwar大學工程系，Bagalkot，卡納塔克邦，印度
V. V. Kuppast博士教授在機械工程。機械工程系。basveshwar大學工程，Bagalkot，卡納塔克邦，印度
Arvind M. Yadwad教授，機械工程系副教授，國家工程mysore-570008，卡納塔克邦研究所，印度
摘要---曲軸是內(nèi)燃機的主要部分，它在汽車工業(yè)中起著舉足輕重的作用。由于曲軸的失效造成巨大的損失，其市場的穩(wěn)定和可靠運行是非常必要的。諧波分析有助于我們確定曲軸在不同時變載荷下的行為。這將是獲得曲軸優(yōu)化設(shè)計使其可以耐用，因此便于發(fā)動機有用。
關(guān)鍵詞---曲軸；振動；ANSYS；諧波分析；應(yīng)力；變形。
1、 引言
曲軸的主要目的是獲得往復(fù)運動的旋轉(zhuǎn)運動。曲軸在其整個工作過程中，既承受彎曲，又承受彎曲振動和應(yīng)力，因為它承受連接到它的部件的連續(xù)載荷和由于氣體燃燒所引起的應(yīng)力。在環(huán)境污染和棲息地的相關(guān)問題如噪聲上升，在設(shè)計師的一個恒定的壓力產(chǎn)生生產(chǎn)低NVH水平發(fā)動機的輕量化部件。此外，隨著現(xiàn)代化的高速引擎的必要性。因此，設(shè)計者必須處理的速度，重量，效率之間的權(quán)衡和開發(fā)發(fā)動機曲軸。結(jié)構(gòu)的諧波分析有助于發(fā)現(xiàn)由于應(yīng)力引起的結(jié)構(gòu)幾何形狀的不同位置
通過諧波負載變化。得到的頻率分析，可以得到在不同頻率的峰沿應(yīng)力和變形和危險的振動頻率可以得到。在這
曲軸可以防止有害振動，從而損壞。諧波分析可以使用三種方法：滿，減少和模式疊加，后者是最有用的，因為它可以用于進一步復(fù)雜的瞬態(tài)動力學分析[ 1 ]-- [ 12 ]。
2、 文獻綜述
諧波分析可以帶來優(yōu)勢時使用應(yīng)力計算[ 15 ]。在[ 16 ]，諧波分析進行了動態(tài)扭矩的評估試驗?zāi)Ｐ汀ＧS的瞬態(tài)研究做監(jiān)督結(jié)構(gòu)的諧波響應(yīng)扭轉(zhuǎn)變形[ 17 ]。的慣性轉(zhuǎn)矩諧波對曲軸進行了扭振分析變形[ 18 ]。在具有較長的曲軸發(fā)動機的高次諧波可以達到扭轉(zhuǎn)頻率，由此產(chǎn)生在曲軸的[ 19 ]故障。
在[ 20 ]中，采用模態(tài)疊加法對板進行瞬態(tài)動力分析。利用諧波分析法計算總變形、應(yīng)力、剛度的穩(wěn)態(tài)值（20）。模態(tài)疊加法比完整的模式更好的假設(shè)的數(shù)量較少，它需要更少的時間執(zhí)行[ 20 ]。附加的組件的影響，如飛輪的曲軸也可以通過諧波分析發(fā)現(xiàn)。
3、 工藝
諧波分析的過程主要是通過模態(tài)分析，幾何和結(jié)構(gòu)相關(guān)的數(shù)據(jù)可以直接導(dǎo)入諧波分析完成后的模態(tài)分析。諧波分析的基本上都會給出頻率響應(yīng)會提醒用戶關(guān)于頻率范圍在曲軸必須操作和分析也將描述在簡諧振動載荷在曲軸的行為。
圖1 項目示意圖
1. 導(dǎo)入幾何體
曲軸的幾何形狀導(dǎo)入ANSYS Workbench [ 2 ]。根據(jù)要求提供的曲軸結(jié)構(gòu)細節(jié)。
圖2 曲軸幾何體
圖3 在ANSYS Workbench中看到的結(jié)構(gòu)細節(jié)
楊氏模量和體積模量的值應(yīng)給予適當?shù)恼疹?，因為它決定了如何靈活的結(jié)構(gòu)將被視為輸入。因此，材料的曲軸也起著重要的作用，在這里，作為屬性如圖3所示。會發(fā)生變化，這反過來又會影響曲軸產(chǎn)生的變形量。
2. 嚙合
幾何導(dǎo)入后，它是網(wǎng)狀的，這樣的分析可以在每個網(wǎng)格上進行。嚙合基本上是有限元分析，其中給定的幾何形狀被打破成有限數(shù)量的元素和每個元素被分析的所有的振動參數(shù)，如應(yīng)力，變形的位移的形式等。
圖4 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的元素的數(shù)目的結(jié)構(gòu)是28874和節(jié)點的數(shù)目是50281，進一步的細節(jié)被描繪在如圖所示
圖5 在ANSYS Workbench中看到的網(wǎng)格細節(jié)
3. 模態(tài)邊界條件
在開始諧波分析之前，主要步驟是必須執(zhí)行的模態(tài)分析，其中假定的邊界條件如圖6所示。
圖6 曲軸分配的邊界條件
4. 模態(tài)分析結(jié)果-總變形
模態(tài)分析的結(jié)果顯示10種模式在10個不同的頻率的總變形。在這些頻率下，曲軸的不同部位有相當數(shù)量的應(yīng)力和變形。
圖7 在ANSYS工作臺中顯示不同頻率模式的圖表
圖8 模頻圖
5. E. Harmonic響應(yīng)-分析設(shè)置
模態(tài)分析的執(zhí)行后，該結(jié)構(gòu)的諧響應(yīng)可以計算出諧波負荷變化。分析設(shè)置定義使用的諧波分析方法的類型，即，模式疊加。邊界條件的定義，它代表的力作用在不同的負載點。
圖9 在ANSYS工作臺中看到的分析設(shè)置
圖10 顯示不同作用力作用的邊界條件（紅色）
6. 調(diào)和分析結(jié)果-總變形和等效應(yīng)力
諧波分析表明，最大變形和最大應(yīng)力出現(xiàn)在曲柄銷，連桿和活塞缸最大負荷中心的結(jié)果。
圖11 曲軸總變形
圖12 變形的細節(jié)如ANSYS Workbench所示
圖13 曲軸等效應(yīng)力
等效應(yīng)力所產(chǎn)生的對曲軸的結(jié)構(gòu)是在曲柄銷中心更。最大位移為66 Hz時位移最大。馮米塞斯應(yīng)力也計算給出的標準，決定材料是否會導(dǎo)致失敗與否。
圖14 圖表中顯示應(yīng)力細節(jié)圖
7. 諧波分析結(jié)果-定向變形
圖15 曲軸定向變形
圖16 在ANSYS Workbench中看到的總變形、應(yīng)力的詳細信息
8. 諧波分析結(jié)果-頻率響應(yīng)
頻率響應(yīng)決定了頻率對曲軸結(jié)構(gòu)的危害，就像曲軸在該頻率下振動一樣，它很容易損壞。
圖17 頻率響應(yīng)
⑴諧波分析結(jié)果-相位響應(yīng)
相位響應(yīng)顯示的相位的變化，盡快獲得的最大振動頻率。因此，這是匹配的振動特性，這是一種振蕩，其中，達到峰值后振蕩下降階段的變化，再次上升階段的變化，以達到峰值。
圖18 相位響應(yīng)
圖19 包括力響應(yīng)的相位響應(yīng)
⑴結(jié)論
因此，諧波分析可以用來分析曲軸的行為，得到的頻率響應(yīng)和從總變形和應(yīng)力得到的結(jié)果。在頻率響應(yīng)中得到的頻率是臨界頻率，如果曲軸在這些頻率下連續(xù)運行，就會導(dǎo)致曲軸的連續(xù)變形，從而導(dǎo)致曲軸斷裂。此外，這項工作可以提高通過使用瞬態(tài)動力學分析，這是下一階段的諧波分析。
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附錄2：外文原文
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