基于ANSYS Workbench的连杆衬套过盈量研究
山西中北大学机械与动力工程学院 梁大珍 樊文欣
1 引言
随着全球经济的迅猛发展和科学技术的全面进步，汽车等代步工具在人类的生产生活中发挥着越来越重要的作用[1]。人们对汽车的追求，越来越看重舒适性、节能性和动力性等[2]。要达到这些目标，在汽车零件的设计生产过程中，必须做到精益求精。
2 连杆衬套受力分析
气缸爆发力的计算公式为[3]：
Fg=PgS=Pg■=﹙P-P′﹚■
式中，
Fg—气体压力，N；
Pg—气缸所受的气体压力，MPa；
S—活塞的投影面积，mm2；
d—缸径，mm；
P—气缸内压力，MPa；
P′—曲轴箱气体压力，MPa，一般取P′为0.1MPa。
作用在连杆衬套上的气体力是气缸爆发压力在连杆上的分力，在内燃机工作时，连杆衬套还受到曲柄连杆组惯性力的作用[4]，因此，连杆衬套的受力是两个力的总和。本文研究最大机械力对连杆衬套的影响，其中，气体力在做工冲程活塞远离上止点15°的时刻是最大的[5]，此时，连杆衬套所受的最大机械力的总和为204.462KN。
3 仿真分析
3.1模型的建立
本文研究对象为150型号的圆筒形连杆衬套，衬套的外径为57mm，内径为51mm，高度为50mm。基于ANSYS Workbench建立连杆小头、连杆衬套和活塞销三体装配模型如图1所示。
图1 连杆衬套仿真模型
连杆衬套所用材料的相关参数如下：密度为8.85×103（kg/m3）、热膨胀系数为18×10-6（℃-1）、弹性模量为1.29 ×1011Pa、泊松比为0.3、热导率为67（W/m·k）。连杆衬套所受的机械载荷以轴承力的形式进行加载。
