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本文從合金鋼連桿(圖1)熱處理裂紋質量問題入手，深入分析產生的原因，制定具有針對性和指導性的措施，通過采用合適的熱處理工藝和操作，達到產品技術要求，并為后續相關產品的設計和生產提供經驗和技術支持。圖1 合金鋼連桿模型圖產品技術要求原材料材質：42CrMoA 鋼，按照GB/T 3077-2015 ，化學成分含量見表1。

本案例適合哪些人學習：1、學習型仿真工程師2、理工科院校學生你會得到什么：1、學習連桿的三維模型處理2、學習靜結構分析步的建立3、學習連桿疲勞分析的載荷施加4、學習疲勞分析的設置5、學習平均應力修正的設置案例介紹：所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.案例介紹了ANSYS workbench 連桿疲勞分析。

圖1 四連桿機構 0 1 Adams分析 直接在Adams中進行模型的構建，同時創建好對應的連接關系，連接關系如下表所示。

本文主要討論雙叉臂前懸與五連桿后懸的建模方法。 如圖所示： 二、雙叉臂前懸與五連桿后懸的公差分析建模思路： 雙叉臂前懸主要建立如下的運動副，包括2個驅動副，一個是輪跳的，另一個是轉向驅動。 五連桿后懸懸架由于有5個連桿，所以與車架轉向節共有10個球副，減震器等可以建立滑塊副、球副等。

本案例適合哪些人學習：1、學習型仿真工程師2、理工科院校學生你會得到什么：1、學習連桿模型的三維模型處理2、學習諧響應分析相關的分析步的建立3、學習諧響應分析相關的約束條件的建立4、學習諧響應分析的載荷施加案例介紹：所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.案例介紹了ANSYS workbench 連桿諧響應分析。

基于ABAQUS曲軸轉動瞬態分析 UG建模->導入ABAQUS 運動副創建： 轉動副（曲軸與連桿、連桿與活塞）： 1.創建兩個相對運動結構的RP參考點 2.RP點之間創建Wire特征作為轉動副載體 3.創建轉動副即Hinge 4.創建局部坐標系 5.將轉動副賦予Wire 6.將參考點與相應結構的控制區域進行coupling耦合

該項目是關于使用 ANSYS Workbench（機械）對連桿曲柄滑動機構進行 RBD 分析。 ANSYS Mechanical 仿真文件供下載文件file.wbpz

更重要的是，本項目證明了：對于發動機連桿這類典型鍛件，單獨分析熱處理往往是不夠的，只有將模鍛成形與熱處理過程打通，才能真正找到質量波動的根源。經驗小結 對45鋼發動機連桿而言，熱處理質量很大程度上取決于模鍛后的初始狀態控制。 連桿大小頭與桿身截面差異明顯，必須重視鍛后溫差和再加熱均熱的一致性。

</p><p>5 連桿瞬態動力學分析</p><p>5.1 瞬態動力學基本理論</p><p>瞬態動力學分析是一種用于計算結構在隨時間變化的載荷作用下的動力學響應的方法。在Ansys中，這種技術可以用來計算結構在穩態載荷、瞬態載荷和簡諧載荷下的位移、應變和應力隨時間的變化。在進行瞬態動力學分析時，需要考慮慣性力和阻尼的影響，這些因素與載荷和時間的相關性有關。

圖4 Ansys Mechanical單位載荷分析過程（2）連桿測試預分析 將包含連桿單位載荷計算的結果文件導入True-Load/Pre-Test中，進行應變片貼片位置預分析，如圖5所示。規劃出6個應變片最佳位置，用于識別連桿真實載荷。載荷識別過程中，載荷識別條件數C(Condition Number)極為重要，需要保證載荷識別條件數C的數值小于100。

［7］ 牛清娜，楊立潔，尹冬晨．基于 ADAMS 的液壓支架四連桿機構優 化設計［J］．煤礦機械，2017( 3) : 156－157． ［8］ 劉 靜，林 沖，郭世財．基于 ADAMS 和 ANSYS 的機械臂剛柔 耦合運動學分析［J］．機床與液壓，2020，48( 17) : 25－28．

建立坐標系 1正運動學分析 采用標準的D-h法進行機械腿模型分析： 將連桿坐標系的原點建立在連桿的關節連桿末端。 一、建立D-H連桿坐標系的原則 1.Z,軸沿關節軸i+1的軸向。 2．原點O為Zi.,與Zi軸的交點或其公垂線與關節軸Zi的交點。3.Xi軸沿Zi與Zi軸的公垂線方向，由關節軸i指向關節軸i+1。

從連桿運動受力情況分析，斷口1的斷面所受的拉應力最大，容易在此斷面靠近磨擦面的拐角處形成裂紋源。同時由于該區域存在較粗大的狀碳化物，破壞了基體組織的連續性，加速了裂紋的形成和擴展，降低了疲勞強度，最終導致了疲勞斷裂。 連桿滲碳表面的碳化物過大與滲碳工藝不當有關。粗大的塊狀碳化物主要是由于碳濃度過高造成的，特別容易在工件尖角處形成，導致零件壽命顯著下降。

圖2 單側步行腿機構運動簡圖Fig.2 Motion diagram of unilateral walking leg mechanism1.2 步行腿機構分解對于該多連桿機構，為了便于分析，可將單側步行腿機構分解為3個簡單平面四連桿機構，即：連桿DE、連桿EF、連桿OF和機架DO組成的曲柄搖桿機構，以便分析中間步行腿2，其機構原理如圖3（a）所示；連桿OF、連桿FH、連桿HJ、機架OJ

本次功能重點突破三項核心技術難點：①面向多連桿結構的場景抽象與約束邏輯總結；②復雜過約束工況下的自由度精確控制；③MBD模型與虛擬特征在裝配約束中的統一表達。通過該能力，工程人員可在設計早期快速完成多連桿懸架的裝配建模與公差分析，為整車尺寸一致性驗證與底盤性能評估提供可靠支撐。

No.5 案例分析 廣東某摩托車廠一輛摩托車在運行了2000km后發生機械故障，經拆機檢查，發現發動機曲軸連桿斷裂。 據悉該連桿材料為20CrMnTi，表面經過滲碳處理。 連桿工作原理見圖1，連桿的往返運動帶動兩傳動曲軸轉動。