Pro/e与Hyperworks协同的发动机曲轴模态分析方法

本文主要探讨了基于Pro/e与Hyperworks的发动机曲轴模态分析方法，作者杨森、袁显举和胡建峰来自长安大学车辆工程系。发动机曲轴作为关键部件，其动态性能对于发动机整体振动控制至关重要。传统的静力设计已经无法满足现代设计需求，因此动态设计和数值模拟变得尤为重要。 文章首先对曲轴进行了简化处理，目的是为了在Hyperworks中更有效地进行网格划分，提高计算精度并减少求解时间。简化过程中，作者保留了曲轴的整体结构动力性，比如去除不影响动力性能的小圆角和油道。接着，作者利用Pro/e的几何建模功能，基于曲轴的局部对称性，创建了连杆轴颈、主轴颈、平衡块和曲柄臂的模型，并通过镜像命令完成了曲轴实体几何模型的构建。 在模型建立完成后，作者将曲轴几何模型导入到Hyperworks中，选择了适合的材料属性，如QT800的弹性模量、泊松比和密度。接下来的关键步骤是对曲轴进行模态分析，通过此分析，研究人员可以得到曲轴的固有频率和振型。这些信息对于优化设计、避免共振，以及提高曲轴的使用寿命具有重要意义，因为它可以帮助工程师确保曲轴工作在安全的频率范围内，防止因共振导致的损坏。 通过Pro/e与Hyperworks的结合，本文不仅展示了曲轴设计中的关键计算技术，也突出了数值模拟在现代机械工程中的重要应用。通过这种方式，研究人员能够更精确地预测和控制曲轴的动态行为，从而推动发动机设计向更高效、更可靠的方向发展。