【摘要】：排氣集管是船用柴油機重要部件,它安裝在柴油機機架上并與船用柴油機缸蓋排氣孔相連接,排氣集管收集燃燒室廢氣且參與柴油機增壓系統(tǒng)做功,故排氣集管的穩(wěn)定性直接影響船用柴油機的工作性能。本文的研究對象為某型船用柴油機的排氣集管,主要研究內(nèi)容是排氣集管的振動疲勞失效。排氣集管在靜載工況下很難發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞,但在船用柴油機試運轉(zhuǎn)過程中,柴油機運動件如:曲軸、活塞、連桿、凸輪軸等在做工時使得柴油機發(fā)生振動,排氣集管在這種振動環(huán)境下承受著循環(huán)沖擊載荷并容易產(chǎn)生疲勞失效。僅對排氣集管進行靜強度分析不能夠保證其穩(wěn)定性,需要對其進行額外的動態(tài)響應(yīng)、振動疲勞等多方面的研究。本文主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)采用有限元軟件對排氣集管進行模態(tài)分析。構(gòu)建某型船用柴油機排氣集管的三維模型與有限元模型,采用ABAQUS軟件計算了排氣集管的自由模態(tài)和約束模態(tài),分析排氣集管在無約束以及工作狀態(tài)下結(jié)構(gòu)振動的固有特性,由自由模態(tài)計算結(jié)果可知排氣集管各支架剛度較差,由約束模態(tài)計算結(jié)果可知排氣集管的整體扭轉(zhuǎn)剛度較差。(2)采用ABAQUS軟件對排氣集管進行諧響應(yīng)分析。研究了諧響應(yīng)分析的理論基礎(chǔ);構(gòu)建了船用柴油機的整機有限元模型,用于計算諧響應(yīng)分析的激振載荷;采用模態(tài)法對排氣集管進行諧響應(yīng)分析,由計算結(jié)果中排氣集管的響應(yīng)振型分析排氣集管的結(jié)構(gòu)缺陷;根據(jù)諧響應(yīng)分析結(jié)果排氣集管對結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化,并與原模型進行對比分析,闡述結(jié)構(gòu)優(yōu)化對排氣集管結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的提升。(3)排氣集管的振動疲勞分析。研究了疲勞分析理論及現(xiàn)行的疲勞分析方法和理論依據(jù);通過引入激振載荷的功率譜密度函數(shù)、排氣集管各部件材料的S-N曲線,并設(shè)置相關(guān)參數(shù)對船用柴油機排氣集管進行了振動疲勞分析;描述了排氣集管振動疲勞失效形式;分析了疲勞失效原因,排氣集管在以低階模態(tài)振型產(chǎn)生循環(huán)變形,并使得排氣集管支架的支板與底座接觸部位發(fā)生振動疲勞破壞。
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U664.121

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 梁艷成;程泊靜;黃錦成;陳樹勛;;柴油機體結(jié)構(gòu)有限元模態(tài)分析和模態(tài)測試[J];裝備制造技術(shù);2014年05期

2 翟琳陽;;論V型柴油機整鑄機體的生產(chǎn)工藝[J];中國鑄造裝備與技術(shù);2014年02期

3 楊明;成曉北;汪鑫;張宏飛;;基于流固耦合計算的柴油機缸蓋熱-機械疲勞分析研究[J];內(nèi)燃機工程;2015年06期

4 吳波;侯岳;胡定云;譚建松;;柴油機連桿疲勞試驗的數(shù)值模擬研究[J];小型內(nèi)燃機與摩托車;2010年05期

5 張淼;鄒希;孟慶春;胡偉平;張行;;諧振載荷作用下工程結(jié)構(gòu)振動疲勞壽命預(yù)估的損傷力學(xué)-有限元法[J];計算力學(xué)學(xué)報;2010年05期

6 王建平;胡定云;吳波;;柴油機鋁合金活塞疲勞壽命預(yù)測[J];機械設(shè)計與制造;2009年12期

7 易太連;吳杰長;刁愛民;歐陽光耀;;基于有限元和FE-SAFE的柴油機排煙管振動下的疲勞壽命[J];內(nèi)燃機工程;2008年03期

8 王明珠;姚衛(wèi)星;孫偉;;結(jié)構(gòu)隨機振動疲勞壽命估算的樣本法[J];中國機械工程;2008年08期

9 曹妍妍;趙登峰;;有限元模態(tài)分析理論及其應(yīng)用[J];機械工程與自動化;2007年01期

10 張林波;柳楊;黃鵬程;瞿元;;有限元疲勞分析法在汽車工程中的應(yīng)用[J];計算機輔助工程;2006年S1期

相關(guān)會議論文 前1條

1 曹明紅;齊丕騫;葛森;;涉及雙模態(tài)應(yīng)力響應(yīng)譜的振動疲勞壽命估算方法[A];中國航空結(jié)構(gòu)動力學(xué)專業(yè)組第十六屆學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2008年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 魏立隊;船用二沖程柴油機及推進軸系的振動建模與仿真研究[D];大連海事大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 孫偉;結(jié)構(gòu)振動疲勞壽命估算方法研究[D];南京航空航天大學(xué);2005年

，

本文編號：2689123