车载搅拌反应器传动机构的动态特性研究

张胡英

（烟台汽车工程职业学院）

车载搅拌反应器主要通过汽车动力来实现对不同物料的搅拌， 可操作性和灵活性俱佳，在化工、制药等领域有着良好的应用效果［1］。车载搅拌反应器在工作时，其传动机构持续承受着动态和周期性的载荷［2］，曲轴、连杆等机构易出现疲劳破坏［3，4］，造成较大的经济损失。 若采用全面检修的方法进行维护，不但耗费时间长、效果不理想，而且经济性差。

就以上问题，笔者针对车载搅拌反应器传动机构的动态特性进行研究，包括模态分析和疲劳分析，得出曲轴、连杆等机构的固有频率［5］与振型［6］，并实现周期载荷条件下的疲劳寿命预测，为车载搅拌反应器的结构和性能优化提供重要依据。

1 模态分析

1.1 模型建立

车载搅拌反应器的搅拌效果由曲轴连杆机构决定，在不同的汽车发动机转速下，搅拌的频率会有显著的差异。 当搅拌频率与机构频率接近时，整个传动机构发生共振，若共振时间较长，就会导致承载元件失效。 因此，需要对曲轴连杆机构进行模态分析。

在建模软件Pro/E 中建立曲轴连杆机构的三维模型， 通过与ANSYS 之间的无缝接口将模型导入ANSYS/Workbench 中，定义材料属性后对模型的网格进行划分。 在ANSYS 中，有多种网格划分方法。 对于简单、规则的模型，可采用六面体网格，可获得更高的计算效率；复杂结构可采用四面体结构，在精细的网格条件下同样能够得到较高的计算精度。 若采用六面体网格划分复杂模型，会导致网格畸变，即使网格尺寸小，仍无法保证精度。……