1.建模及强度分析目的
1)正确将三维CAD图导入分析软件；
2)修改不必要的细节，使网格剖分更均匀；
3)根据计算机的计算能力，选取适当的单元剖分网格；
4)正确施加载荷和边界条件；
5)完成强度分析；
2.模型参数
1）平衡块参数
2）曲轴材料
3）曲轴载荷－－连杆对曲轴的作用力
4）载荷及其作用方向，如图
5）曲轴上载荷的分布
沿曲柄销轴线为抛物线分布 沿轴颈径向为余弦分布
3.具体操作过程：
1)首先将三维CAD 图导入ANSYS 分析软件，进行相关参数的设置；
2)其次进行网格的划分，由于电脑配置问题，本次划分的网格较为稀疏，划分
后网格数量为27009个；
3）在模型上加相应质量块，目的是用来平衡模型，降低模型旋转惯性，根据需求，本次施加了12个质量为10.44kg 的质量块；
)
11(1692
2x L LR Q q c y -=)2/3cos(θθx
x q q =
6060≤≤-θ
4）对模型进行静态分析，根据计算结果找出最大应力位置，与考核标准进行对比分析；
5）进行模态分析。

4.静力分析结果
1）静力分析整体如图：
2）最大应力处于主轴颈处，如图：
3）其他主轴颈处应力如图：
5.模态分析结果
1）曲轴的前6阶模态的固有频率
2）前6阶模态振型如图
（a）一阶模态振型
（b）二阶模态振型
（c）三阶模态振型
（d）四阶模态振型
（e）五阶模态振型
（f）六阶模态振型
6.总结
本次实验综合运用了CAD与ANSYS软件对曲轴进行了静力分析与模态分析。

通过静力分析与计算，得出曲轴的许用应力最大值；通过模态分析计算求得了
曲轴的自由振动模态的固有频率和振型，前6阶模态的固有频率从 146.13到587.66，随着频率的增大，通过曲轴的模态振型图可知，在曲轴的振动过程中，曲轴的变形越来越大。

预计在变形达到一定程度时，曲轴将出现破坏现象。

同时，通过模态分析，得到曲轴变形最大的位置和最可能出现破坏的地方，为以
后的优化设计奠定了基础。

建模及强度分析报告
2016.10。