发动机运行期间，主轴承座承受剧烈的载荷，这些载荷包括：螺栓预紧载荷、轴瓦过盈载荷、曲轴动载荷以及热负荷等。主轴承座的评价内容也较复杂，包括：各工况下的变形情况、各工况下的应力情况、滑移表面的滑动情况等。因此，在内燃机设计阶段，需对主轴承座进行多工况分析，评估结构强度、变形等指标。本文通过接触对、TIE及MPC三种形式模拟零件之间的相互作用建立了主轴承有限元分析模型，进行了发动机主轴承座的CAE分析。
      考虑缸体与框架之间的弹性接触，采用三维小滑移弹性接触模型模拟弹性接触问题可采用两种模型分析曲轴动压工况：(1)建立曲轴系统和主轴承座的有限元子机构模型，曲轴与轴瓦之间可以取流体动力润滑或非线性弹簧模型，模拟系统的瞬态动力学过程，最后，取出主轴承座的最大应力状态。(2)直接施加最高燃烧压力，通过静力学求解得到轴承座的应力分布，分析中不考虑润滑油膜的作用，最高燃烧压力通过发动机热力学模拟或者经验确定。本文采用第2种分析模型，曲轴与轴瓦之间取小滑移弹性接触模型。
      采用弹性接触或MPC模拟螺栓与部件、轴瓦与部件之间的作用关系。可采用两种方法分析热负荷工况：(1)采用k-ε湍流模型计算冷却水套与壁面、燃气与进排气道壁面等的对流换热边界条件等，然后模拟整个发动机的温度场和应力场。(2)简化分析过程，模拟发动机从室温升至115°C的热负荷情况，温度场假设成均匀场。对于热物性不同的零件，如缸体与框架采用了不同的材料，施加热负荷后，在结构中将产生较大的应力，如果零件的热物性相同，则没有大应力值产生。另外，由于温度场为稳态温度场，且不考虑接触面之间的接触传热情况，因此不采用全耦合热应力分析模型。
      发动机概念设计和详细设计阶段，进行下列项目的数值分析：热力学分析，对发动机的性能指标进行预测；曲轴动力学分析，预测发动曲轴系的强度、刚度、振动以及轴承的润滑特性；主轴承座分析，预测主轴承座的强度、刚度以及主轴承的抗滑移能力；活塞连杆强度分析；冷却系统分析；配气机构分析。其中，可以将曲轴系动力学和主轴承座分析结合起来，建立曲轴瞬态动力学分析模型，采用子结构法求解曲轴和主轴承座的瞬态应力和变形，同时，考察系统的刚度等特性。但是，该模型不能体现主轴承座各个零件间的弹性接触关系，实际分析时，往往将主轴承座作为独立的系统，并采用静载代替动载。主轴承座有限元分析时，主要考核螺栓预紧工况、轴瓦过盈工况、动载荷工况和热负荷工况。
      主要分析框架承受螺栓预紧力后，框架和刚体局部区域的变形和应力情况。施加螺栓预紧载荷后，主轴承孔会产生较大的变形，但是，这种变形会在膛孔时消除，因此，强度成为该区域最主要的考核指标。建模时，螺栓与框架和缸体之间通过MPC连接，框架与缸体之间采用小滑移弹性接触模型，不考虑主轴承。图为某发动机主轴承座承受螺栓预紧载荷时的应力分布，图为框架局部区域应力分布。
      图中框架、缸体局部以及螺栓都出现了高应力区域。由于螺栓模型中采用了MPC，并在螺栓的中截面上施加了很大的预紧载荷，因此，螺栓应力、螺栓紧邻的框架和缸体区域应力为非真实应力，不予考虑。根据圣维南原理，离螺栓较远区域的应力不受模型的影响，为真实应力。图显示，框架局部区域出现了高应力集中(箭头所指区域)，应力值超出了材料的强度极限，需要对结构进行修改。

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