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柴油机喷油泵驱动轮强度计算分析
魏丕勇、于鲸跃
（北汽福田汽车工程研究总院乘用车设计院，北京，102206）
摘要：应用Abaqus软件对某柴油发动机喷油泵驱动轮强度进行计算分析，其计算结果为
驱动轮设计改进提供重要的参考依据。
关键词：喷油泵强度，Abaqus，有限元
1.前言
某柴油机试验时喷油泵皮带轮键槽处出现裂纹，如图1所示。为查找和分析裂纹出现的原因，
采用Abaqus有限元分析软件对喷油泵皮带轮及其相关部件进行强度计算分析，评价驱动轮材料
强度是否满足要求，并为设计改进提供参考建议。
图1喷油泵驱动轮失效件
2.计算方法及软件
应用Abaqus软件，模拟喷油泵驱动轮与喷油泵中间轴之间接触，以及螺钉与喷油泵中间轴
之间螺纹连接情况，计算分析皮带轮的应力分布情况及配合表面的接触应力。
3、模型以及网格信息
如图2，根据模型结构特征，对喷油泵带轮和中间轴进行网格划分。带轮节点数目：167370，
网格数目：138679。
图2喷油泵驱动轮网格
4、载荷及边界条件
4.1边界条件
如图4所示，中间轴后端面为固定边界，如图5所示，黄色方框表示区域为喷油泵带轮与中
间轴接触连接区域，接触定义为小滑移接触，摩擦系数为0.1。
图2喷油泵驱动轮组件固定边界图5喷油泵驱动轮与中间轴接触连接
4.2载荷：
采用等效加载法，建立参考点1，如图6中RP1，将原中间轴螺纹与螺钉之间形成的预紧力
等效加载的集中力为25000N，作用在参考点，参考点与螺钉带轮接触面采用coupling耦合。等
效加载如图7所示。
图6参考点1与带轮螺栓接触面的耦合图3预紧力等效加载
5、计算结果与分析
如图8、9所示的模拟计算结果。键槽附近的应力最大值为402Mpa（图9红色标示圆圈内）
大于材料200Mpa屈服极限，不能满足强度要求。
图4键槽中应力
如图10、11所示，接触面的平均接触压强CPress为221.94Mpa。
图5带轮接触面的接触压强
图6中间轴接触面的接触压强
6、结束语。
应用Abaqus软件对某柴油发动机喷油泵驱动轮强度进行计算分析，其计算结果表明，
驱动轮键槽位置的最大应力和中间轴接触面上的平均接触压强，分别大于材料屈服极限和接
触强度，导致驱动轮开裂的原因是材料强度不足，建议提高驱动轮的材料强度。
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