發(fā)布時間：2017-04-11 05:23

  本文關鍵詞：發(fā)動機機體疲勞壽命預測方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：機體是發(fā)動機最重要的部件之一。作為整個發(fā)動機的骨架和基礎，機體在發(fā)動機工作時承受極為復雜的載荷，這些載荷的大小和方向均隨工況、曲軸轉角不斷變化，并且有些載荷的作用部位也在時刻變化。機體在設計壽命周期之內一旦發(fā)生疲勞破壞，是很難完全修復的。因此，機體的可靠性對整個發(fā)動機的性能有著重要的影響，它在一定程度上決定著整個發(fā)動機的使用壽命，對機體的疲勞進行深入的研究是十分有必要的。本文以CY4102BZQ柴油機機體為研究對象，，在有限元理論的基礎上，通過動態(tài)應力分析方法較為準確的獲得了機體各部位應力情況，結合疲勞理論對機體的疲勞進行了深入的研究。 本文首先總結了疲勞的基礎理論，調研了國內外機體的研究現狀，對疲勞的機理、分類進行了較詳細的歸納分析。 建立了CY4102BZQ柴油機一個整缸（第三缸）和相鄰兩個半缸（第二缸和第四缸）的組合結構的實體模型。將建立的實體模型導入有限元前處理軟件軟件ANSA中，對各零件材料、屬性進行設置，在保證計算準確度的前提下，結合各零件的結構特點，進行了一定的結構簡化，選擇合理的單元類型、單元尺寸對組合結構進行網格劃分，分別在氣缸蓋與螺栓、氣缸蓋與鋼絲密封圈、鋼絲密封圈與機體、機體與螺栓、機體與主軸承蓋等零件的接觸面定義了八對接觸關系，在機體前后支撐點和機體組合結構的截斷面定義了位移約束，完成了機體組合結構有限元模型的建立。 運用有限元軟件ANSYS，采用完全法，以第三缸的一個工作循環(huán)進行載荷步的設置，對機體組合結構有限元模型進行了瞬態(tài)動力學分析，得出了各節(jié)點的應力和位移的時間歷程，并對幾個危險部位進行了應力分布情況的分析，對機體的設計優(yōu)化提供了理論依據，并為機體的疲勞壽命預測提供了數據。 研究了疲勞壽命計算模型、載荷譜、疲勞累積損傷、平均應力修正等用于計算疲勞壽命的理論。將瞬態(tài)動力學的分析結果導入疲勞分析軟件DesignLife，選擇分析模型，輸入材料數據，建立載荷譜，確定累積損傷模型，最終得到特定工況下機體在機械載荷作用下疲勞壽命的預測結果。 分析了機體疲勞的幾種影響因素。結合發(fā)動機的實際運行情況，總結出了機體易發(fā)生疲勞破壞的危險部位。對疲勞危險部位影響因素敏感度分析方法進行了一定的研究。
【關鍵詞】：機體 瞬態(tài)動力學 疲勞壽命 敏感度分析方法
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TK422
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-21
• 1.1 本文的研究背景及意義11-12
• 1.2 疲勞基本概念及分類12-13
• 1.2.1 疲勞及其機理12
• 1.2.2 疲勞的分類12-13
• 1.3 國內外相關內容研究綜述13-18
• 1.3.1 疲勞研究發(fā)展歷程13-16
• 1.3.2 發(fā)動機機體研究現狀16-18
• 1.4 本文主要研究內容及實施方案18-21
• 2 機體應力應變數據獲取方法研究21-41
• 2.1 有限元理論21
• 2.2 瞬態(tài)動力學分析21-23
• 2.3 機體組有限元模型的建立23-26
• 2.3.1 實體模型的建立23-25
• 2.3.2 結構離散25-26
• 2.4 初始條件的建立26-27
• 2.5 建立邊界條件27-35
• 2.5.1 位移邊界條件27
• 2.5.2 接觸邊界條件27-28
• 2.5.3 載荷邊界條件28-35
• 2.6 載荷步設置及求解控制35-37
• 2.7 機體瞬態(tài)動力學結果分析37-41
• 3 機體疲勞壽命預測方法研究41-53
• 3.1 疲勞壽命預測方法41-44
• 3.1.1 常用的疲勞壽命預測方法41-44
• 3.1.2 機體疲勞壽命預測方法的確定44
• 3.2 疲勞載荷譜44-46
• 3.3 材料特性的獲取46-47
• 3.4 疲勞累積損傷理論47-49
• 3.4.1 線性累積損傷理論47-48
• 3.4.2 非線性累積損傷理論48-49
• 3.5 平均應力修正49-50
• 3.6 機體疲勞壽命預測及結果分析50-53
• 4 疲勞危險部位影響因素敏感度分析方法研究53-67
• 4.1 機體疲勞的影響因素53-54
• 4.2 機體疲勞危險部位及影響因素的確定54-55
• 4.3 疲勞影響因素敏感度分析方法研究55-67
• 5 總結與展望67-69
• 5.1 全文總結67
• 5.2 展望67-69
• 參考文獻69-73
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果73-74
• 致謝74

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 孫國芹;尚德廣;鄧靜;;基于臨界面法的多軸低周疲勞損傷參量[J];北京工業(yè)大學學報;2008年04期

2 朱濤;宋健;李亮;;復現試驗場工況的轉向拉桿室內加速疲勞試驗[J];公路交通科技;2010年02期

3 董樂義,羅俊,程禮;雨流計數法及其在程序中的具體實現[J];航空計測技術;2004年03期

4 賈超;張樹壯;;支持裂紋擴展的三維有限元網格生成算法[J];計算機工程與應用;2006年31期

5 王宏偉;駱紅云;鐘群鵬;;汽車前軸的疲勞試驗及其疲勞壽命的預測[J];金屬熱處理;2007年S1期

6 盧曦;鄭松林;;轎車主減速器齒輪疲勞壽命的試驗研究[J];機械強度;2008年04期

7 閆勝昝;童水光;張響;朱訓明;;汽車車輪彎曲疲勞試驗分析研究[J];機械強度;2008年04期

8 李靜;孫強;李春旺;喬艷江;張忠平;;一種新的多軸疲勞壽命預測方法[J];機械工程學報;2009年09期

9 薛良君,樓狄明,張松楊;16V280ZJB型柴油機機體應力測試與分析[J];內燃機車;2004年09期

10 賈建軍,彭穎紅,阮雪榆;一種有限元裂紋擴展仿真的網格技術[J];模具技術;2001年05期

中國碩士學位論文全文數據庫 前2條

1 黃曉陽;基于ANSYS的平板網架結構設置懸掛吊車疲勞載荷譜的編制[D];太原理工大學;2008年

2 王偉林;3100柴油機機體有限元分析[D];天津大學;2007年

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本文編號：298423