1. 研究目的与意义（文献综述）

连杆在内燃机的运行中发挥着重要的作用，是连接活塞和曲轴的传力零件，其主要作用是将活塞承受的力传递给曲轴，并把活塞的往复运动转为曲轴的旋转运动。在工作中，连杆除了要承受燃气产生的压力外，还需要承受纵向和横向的惯性力。因此，连杆是在复杂的应力状态下工作，即它既受拉压应力，又受弯曲应力。因此，其工作环境要求连杆具有高强度和可靠性。经过实践验证，连杆主要的失效形式是疲劳断裂。连杆的失效，会影响正常工作，甚至对整机造成重大损伤，因此对连杆进行结构和疲劳强度的计算分析是必要的。由此可以得出结论，现在及未来对连杆的设计的要求主要是在保证连杆在具有足够的刚度和疲劳强度的前提下，尽可能的使其体积小、质量轻、结构合理，并最大限度的减缓过渡区的应力集中现象。

对于连杆结构的设计与改进，目前主要选用的方法是利用有限元法进行分析。在国外许多著名的发动机研究机构如奥地利avl研究所、英国ricardo研究所、美国atac元就锁，以及发动机的主要生产商如美国gm、ford、日本nissan、toyota、德国mtr等广泛开展了有关发动机连杆的有限元分析，发表了大量的研究报告和论文。

近年来，国内许多的学者和专家对内燃机连杆的有限元分析进行了大量研究。20世纪80年代末到90年代初常采用常单元插值法、线性单元插值法和边界元法等方法对连杆进行平面应力和应变的分析。其中，采用“连杆多质量替系统”准静态平面变厚度的有限元法，用最大应力和最小安全系数来判断强化后连杆的安全性，并参照数据提出改进连杆结构的途径。对连杆的三维实体应力和应变的分析开始于90年代初。连杆的计算和分析在早期常采用经验公式。在有限元理论和方法提出以后，其迅速在连杆的分析研究上得到了广泛的应用，比如对内燃机连杆的三维有限元分析。连杆的有限元分析模型经历了由简单到复杂、由浅入深的演变发展过程，从最初的曲梁模型，到20世纪七八十年代的平面连续模型，再到90年代至今的三维实体模型。

2. 研究的基本内容与方案

本次设计以东风雪铁龙c4l为设计原型，通过重新设计其连杆结构，在不降低发动机动力性能的前提下对其进行结构分析和优化。其中主要选用的优化设计方法为有限元分析和可靠性分析，通过查阅该机型的具体设计数据进行连杆组设计，然后建立零件模型再使用ansys进行分析，得出结果后进行分析。具体研究过程及步骤如下:

1. 1. 查阅文献资料。搜集、阅读中外有关文献资料，了解国内外发动机连杆的发展现状与研究方向，加深对论文题目的认识，构思设计纲要框架，为今后的论文抒写做铺垫。

1. 2. 确定选型。根据论文题目，选取符合自己需求的发动机机型，然后查阅该机型的基本参数。

1. 3. 方案、结构设计与计算校核。连杆组方案设计，包括材料的选择，结构形式的选择，基本参数的确定，然后是进行连杆的校核计算。之后是进行对连杆大头盖的设计和连杆螺栓的设计。其中，设计出来的结果其性能不能低于原零件。

1. 4. 三维建模。用相应的设计软件构建自己设计的零件模型。其中，尺寸、材料等参数要与设计内容一致。

1. 5. 有限元分析。将设计好的模型导入ansys，然后进行网格的划分、材料属性的定义、载荷的施加等步骤对连杆进行与设计有关的分析。

1. 6. 结果分析与校核。将上一步得出的结果与连杆的传统设计结果进行比较,证明利用ansys对连杆的仿真优化和设计是合理的。

在设计过程中，由于学校的因素会给我带来不少有利条件，比如说学校的图书馆可以借阅或查找很多参考文献；在校期间会开设一些学习相关软件的课程比如说creo、ansys等；相关的软件可以在周围找到来源；遇到问题可以与老师进行沟通解决；曾经在课程设计中遇到过相关问题，有一定经验等等。

当然，也会有一定的不利条件，比如说缺少实践内容；部分相关工作无法展开等等。对于这些不利因素，解决办法主要是充分利用建模软件进行分析等方法进行解决。

3. 研究计划与安排

4. 参考文献（12篇以上）

【1】 周龙保.内燃机学[m].北京.机械工业出版社,2005

【2】 陈家瑞.汽车构造（上、下）[m].吉林.机械工业出版社,2009

【3】张鑫, 李艳霞. 470q汽油机连杆设计[j]. 汽车实用技术, 2014(9):70-71.