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空压机缸体、曲轴箱有限元分析报告

北京亚新科咨询有限公司张洪宝

摘要:曲轴箱，缸体作为空压机主要的支撑、连接部件，在工作中承

受各种复杂的、周期性变化的拉、压及惯性力等外载荷，在装配时工

况也比较复杂，有多个螺栓同时施加螺栓预紧力，各装配件的变形及

螺栓的强度就是一个非常值得注意的问题了。另外，在实际工作中还

受到多方向的作用力。所以有必要对装配过程及工作状态进行有限元

分析来找到其薄弱位置。

关键字:空压机曲轴箱破坏综合活塞力装配

1前言:

模拟装配，施加多个螺栓预紧力下总体应力应变情况。及工作状

态下总体应力应变情况。应用abaqus软件进行模拟分析,找到此总成

中最薄弱位置.

2分析内容

图一实体装配图

3.计算分析

1)材料参数：具体材料参数如下表1：

弹性模泊松屈服极限强度极限零件名称材料

量（MPa）比(Mpa)(Mpa)

缸体45#钢2.10e+50.3410650

曲轴箱45#钢2.10e+50.3410650

螺栓30CrMnSi2.10e+50.38851088

垫板45#钢2.10e+50.3410650

缸盖Y1127.4e+40.33205337

计算：

1.分为两个分析步，第一个为只加载螺栓预紧力工况。

第二个分析步为在此基础上施加活塞位于上止点对该总成的力。

2.取最大压强1.1MPa，转换为活塞上的力。

分为两个方向施加，

1）.缸体的轴向方向

2）.与缸体轴向方向成45度角。

3.缸盖上螺栓加预紧力25625N

曲轴箱上螺栓加预紧力21855N

4.计算结果

1.缸盖应力情况

2.缸体应力分布

3.曲轴箱应力分布

5结论：

1.缸盖、曲轴箱、盖板强度满足要求

2.缸体与曲轴箱连接处（四个螺栓锁紧的角）有较大的应力。是比

较薄弱的位置。

3.螺栓上有较大应力，但是强度满足要求。

4.如有需要可对部分部件进行疲劳分析。

参考文献

1肖永宁主编《内燃机热负荷和热强度》西安交通

大学出版社1988

2成大先主编，机械设计手册[M]化学工业出版社，1993

3石亦平，周玉蓉。abaqus有限元分析实例详解。北京：

机械工业出版社。2007.

4sehitoglu,H-Neu,R.(1989):Thermonechanical

Fatigue,Oxidationandcreep:Partoneand

two.Experiments,Metallurgical

Transations,20A,pp·1755-1767.