本文關(guān)鍵詞：基于ANSYS熱機耦合的連桿襯套微動特性仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：連桿襯套通常以過盈裝配的方式與連桿小頭聯(lián)接。由于發(fā)動機惡劣的工作環(huán)境,襯套與小頭的接觸會發(fā)生微米級的相互運動,即微動。微動引起磨損使過盈量降低,嚴重情況下會造成連桿襯套與小頭之間的轉(zhuǎn)動;微動引起油孔位置發(fā)生變動,造成活塞銷與連桿襯套之間的潤滑不足,甚至發(fā)生卡死現(xiàn)象。因此本文結(jié)合發(fā)動機實際工作情況,利用有限元技術(shù)進行連桿襯套與小頭過盈配合的仿真分析和微動特性研究,具有重要的理論意義與研究價值。本文采用Pro/E軟件建立連桿襯套與小頭過盈配合、連桿襯套與活塞銷間隙配合的幾何模型,導(dǎo)入ANSYS軟件系統(tǒng),建立結(jié)構(gòu)的有限元模型。結(jié)合熱力學(xué)理論和連桿襯套實際工作中承受的溫度和機械載荷,實現(xiàn)模型的熱機耦合。并設(shè)置合適的接觸參數(shù),進行過盈配合結(jié)構(gòu)的接觸分析。在不施加機械載荷的過盈狀態(tài)下,獲得熱機耦合模型中連桿襯套的等效應(yīng)力和接觸壓力,與理論值對比發(fā)現(xiàn)模型分析結(jié)果的相對誤差很小;與常溫下的模型仿真結(jié)果對比,發(fā)現(xiàn)熱機耦合模型的分析結(jié)果略大。通過改變某一影響因素,其他影響因素保持不變的方法,獲得有限元仿真連桿擺角、過盈量、過盈接觸面之間的摩擦系數(shù)和環(huán)境溫度對連桿襯套過盈配合接觸微動特性的影響,得到各影響因素下的連桿襯套過盈配合面的接觸壓力、摩擦應(yīng)力以及微動滑移距離和微動摩擦功。分析發(fā)現(xiàn)微動在爆壓時刻最為嚴重,隨連桿擺角的增大而減弱。當過盈量增大時,接觸壓力、摩擦應(yīng)力以及摩擦功都隨之增大,滑移距離隨之減小。當摩擦系數(shù)增大時,滑移距離隨之減小,接觸壓力有較為緩慢的減小,可以忽略,而摩擦應(yīng)力和摩擦功都隨之增大。當溫度增大時,接觸壓力、摩擦應(yīng)力以及摩擦功都隨之增大,滑移距離隨之減小。結(jié)合對微動的分析,提出了降低微動的有效措施。
【關(guān)鍵詞】：連桿襯套 熱機耦合 微動 過盈配合 有限元
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH117
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 連桿襯套過盈配合微動的研究背景及意義10-12
• 1.1.1 微動的概念10-11
• 1.1.2 連桿襯套微動的概述11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容14
• 1.4 本文的研究思路14-16
• 2 彈性接觸理論及熱力學(xué)分析基礎(chǔ)16-27
• 2.1 Hertz接觸理論16-18
• 2.2 微動的接觸分析18-23
• 2.2.1 球和平面接觸的切應(yīng)力分布18-20
• 2.2.2 徑向微動機理研究20-21
• 2.2.3 徑向微動的法向壓力分布21-22
• 2.2.4 徑向微動的切向力分布22-23
• 2.3 接觸的分類23
• 2.4 熱力學(xué)基礎(chǔ)23-25
• 2.5 連桿襯套的介紹25-26
• 2.6 本章小結(jié)26-27
• 3 連桿襯套過盈接觸的熱機耦合有限元分析27-48
• 3.1 接觸的有限元非線性理論27-28
• 3.2 基于ANSYS的熱機耦合分析介紹28-29
• 3.3 有限元模型的建立29-34
• 3.3.1 實體模型29
• 3.3.2 單元設(shè)定及網(wǎng)格劃分29-30
• 3.3.3 溫度場與結(jié)構(gòu)場的耦合30-31
• 3.3.4 接觸建立31-33
• 3.3.5 接觸算法和接觸參數(shù)設(shè)置33-34
• 3.4 連桿襯套受力分析34-40
• 3.4.1 缸內(nèi)氣體壓力38
• 3.4.2 連桿機構(gòu)的慣性力38-40
• 3.5 溫度對過盈配合的影響分析40-47
• 3.6 本章小結(jié)47-48
• 4 考慮溫度的連桿襯套微動特性研究48-84
• 4.1 微動影響參數(shù)及微動參數(shù)的提取48-51
• 4.2 連桿擺角對微動特性的影響51-65
• 4.2.1 對接觸壓力和摩擦應(yīng)力的影響51-56
• 4.2.2 對滑移距離的影響56-63
• 4.2.3 對微動摩擦功的影響63-65
• 4.3 過盈量對微動特性的影響65-71
• 4.3.1 對接觸壓力和摩擦應(yīng)力的影響65-68
• 4.3.2 對滑移距離的影響68-70
• 4.3.3 對微動摩擦功的影響70-71
• 4.4 摩擦系數(shù)對微動特性的影響71-77
• 4.4.1 對接觸壓力和摩擦應(yīng)力的影響71-73
• 4.4.2 對滑移距離的影響73-76
• 4.4.3 對微動摩擦功的影響76-77
• 4.5 溫度對微動特性的影響77-82
• 4.5.1 對接觸壓力和摩擦應(yīng)力的影響77-80
• 4.5.2 對滑移距離的影響80-82
• 4.5.3 對微動摩擦功的影響82
• 4.6 減小微動的措施82-83
• 4.7 本章小結(jié)83-84
• 5 結(jié)論與展望84-86
• 5.1 主要研究成果與結(jié)論84-85
• 5.2 工作展望85-86
• 參考文獻86-90
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果90-91
• 致謝91-92

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 金浩天;蒲軍平;;摩擦接觸條件下的Hertz接觸分布力的適用性研究[J];應(yīng)用力學(xué)學(xué)報;2015年04期

2 官春平;;圓柱與剛性平面Hertz接觸的臨界參數(shù)計算[J];軸承;2013年08期

3 黃新忠;趙俊生;;壓氣機葉輪過盈配合研究及合理過盈量的確定[J];機械設(shè)計與制造;2012年04期

4 沈明學(xué);謝興源;蔡振兵;莫繼良;朱e，

本文編號：252284