本文關(guān)鍵詞：內(nèi)燃機曲軸強度計算，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 曲軸是發(fā)動機中最重要的零件之一。曲軸的疲勞失效及斷裂將引起其它零件隨之損壞,甚至造成安全事故,特別是隨著發(fā)動機的動力性和可靠性要求的提高,其強度問題變得更加重要。然而,對曲軸的疲勞強度進行準確預(yù)測是一件困難的事。尋找一種實用性強、精度可靠的曲軸強度考核方法,對企業(yè)來說具有較強的實際意義。本文以WD615型柴油機曲軸為主要研究對象,引入現(xiàn)代動力學(xué)仿真及有限元法對曲軸常規(guī)強度設(shè)計方法進行改良,結(jié)合有限元法與非線性多體動力學(xué)仿真求取曲軸的動態(tài)應(yīng)力,進而進行疲勞計算,并通過彎曲疲勞試驗考察曲軸的實際強度。 本文所做的主要工作內(nèi)容可概括為以下幾點: 1.利用動力學(xué)軟件ADAMS對曲軸系統(tǒng)進行多剛體運動學(xué)及動力學(xué)仿真,為曲軸強度設(shè)計提供較為準確的載荷邊界。比較分析認為,在計算活塞加速度、活塞側(cè)擊力、曲柄銷載荷時,應(yīng)用傳統(tǒng)算法具有快速、簡易可信的優(yōu)點;但當需要計算主軸承載荷時,現(xiàn)代的仿真計算方法在操作上就更簡單,且精度高,并且可以為整個軸系動力學(xué)分析提供豐富、全面的仿真數(shù)據(jù)。 2.在分析比較多種常規(guī)曲軸強度設(shè)計方法的基礎(chǔ)上,提出改進方法,運用實體建模軟件計算截面模量,有限元法計算應(yīng)力分布狀況,可較為準確求取圓角的應(yīng)力集中系數(shù)。通過曲軸靜態(tài)應(yīng)力試驗驗證有限元計算模型,研究應(yīng)力計算精度對網(wǎng)格的依耐性;同時闡明了重力和離心力在曲軸靜應(yīng)力分析中是可以忽略不計的。對WD615型柴油機曲軸進行疲勞計算,證明了改進方法的正確性。 3.結(jié)合有限元法和非線性多體動力學(xué)軟件EXCITE對軸系總成進行動態(tài)響應(yīng)研究,考慮彎曲、扭轉(zhuǎn)的耦合作用,求取曲軸在整個工作循環(huán)的動態(tài)應(yīng)力,并運用疲勞分析軟件分析其疲勞強度。比較分析說明在進行曲軸詳細設(shè)計或?qū)S承潤滑及強度考核時不能忽略曲軸的柔性作用。闡述了基于動態(tài)應(yīng)力的疲勞強度分析比常規(guī)疲勞強度分析更具說服力。 4.在諧振式彎曲疲勞試驗臺上,利用疲勞極限統(tǒng)計分析法對本文研究的曲軸進行疲勞試驗,從試驗研究的角度考核曲軸的疲勞強度。
【關(guān)鍵詞】：曲軸 強度 有限元 動力學(xué)仿真 彎曲疲勞試驗
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TK403
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-9
• 主要符號表9-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 內(nèi)燃機曲軸強度概述及研究意義10-14
• 1.1.1 疲勞強度問題概述10-12
• 1.1.2 曲軸強度研究的內(nèi)容及方法12-14
• 1.1.3 曲軸強度研究面臨的主要問題14
• 1.2 曲軸強度計算的發(fā)展現(xiàn)狀14-17
• 1.2.1 截斷簡支梁法15-16
• 1.2.2 連續(xù)梁法16
• 1.2.3 有限元法16-17
• 1.3 曲軸強度的評價方法17
• 1.4 課題研究目的和主要內(nèi)容17-20
• 第二章 軸系動力學(xué)仿真分析20-40
• 2.1 概述20-22
• 2.2 ADAMS軟件算法介紹22-28
• 2.2.1 ADAMS運動學(xué)分析22-23
• 2.2.2 ADAMS動力學(xué)分析23-27
• 2.2.3 ADAMS靜力學(xué)及線性化分析27-28
• 2.3 曲軸系統(tǒng)動力學(xué)模型的建立28-30
• 2.3.1 建立模板文件28-29
• 2.3.2 建立子系統(tǒng)29-30
• 2.3.3 建立裝配30
• 2.4 曲軸系統(tǒng)動力學(xué)仿真結(jié)果分析30-39
• 2.4.1 減振器參數(shù)調(diào)試31-32
• 2.4.2 活塞加速度比較分析32-35
• 2.4.3 活塞側(cè)擊力比較分析35-36
• 2.4.4 曲柄銷載荷比較分析36
• 2.4.5 主軸承載荷分析36-39
• 2.5 本章小結(jié)39-40
• 第三章 曲軸疲勞強度設(shè)計40-64
• 3.1 概述40-41
• 3.2 曲軸強度設(shè)計方法比較41-46
• 3.2.1 計算原理及相關(guān)假定41-42
• 3.2.2 名義應(yīng)力計算42-43
• 3.2.3 應(yīng)力集中系數(shù)與工作應(yīng)力計算43-44
• 3.2.4 當量應(yīng)力與強度計算44-46
• 3.3 基于有限元法的曲軸應(yīng)力計算46-56
• 3.3.1 有限元方法簡述47-48
• 3.3.2 建立分析模型48-53
• 3.3.3 網(wǎng)格依賴性研究53-55
• 3.3.4 試驗驗證55-56
• 3.4 基于有限元法的曲軸強度計算56-62
• 3.4.1 計算原理57-58
• 3.4.2 名義應(yīng)力計算58-59
• 3.4.3 應(yīng)力集中系數(shù)計算59-60
• 3.4.4 疲勞強度評價60-62
• 3.5 本章小結(jié)62-64
• 第四章 基于非線性動力學(xué)的曲軸動態(tài)應(yīng)力及疲勞計算64-82
• 4.1 概述64-66
• 4.2 軸系非線性動力學(xué)仿真模型的建立66-73
• 4.2.1 建立有限元模型66-67
• 4.2.2 模態(tài)壓縮與數(shù)據(jù)提取67-69
• 4.2.3 定義連接體屬性69-72
• 4.2.4 確定仿真模型總體參數(shù)72-73
• 4.3 非線性動力學(xué)仿真計算結(jié)果分析73-76
• 4.3.1 柔性體對曲柄銷載荷的影響73-74
• 4.3.2 柔性體對主軸承載荷的影響74-76
• 4.3.3 柔性體主軸承油膜曲線76
• 4.4 曲軸動態(tài)應(yīng)力計算76-79
• 4.5 曲軸疲勞強度計算79-81
• 4.6 本章小結(jié)81-82
• 第五章 曲軸彎曲疲勞試驗研究82-94
• 5.1 試驗方法概述82-84
• 5.1.1 成組試驗法82-83
• 5.1.2 配對升降法83
• 5.1.3 疲勞極限統(tǒng)計分析法83-84
• 5.2 試驗介紹與誤差分析84-87
• 5.2.1 試驗設(shè)備及應(yīng)變片84-85
• 5.2.2 諧振加載的原理85-86
• 5.2.3 載荷標定86
• 5.2.4 系統(tǒng)誤差分析86-87
• 5.3 試驗數(shù)據(jù)處理87-93
• 5.3.1 失效數(shù)據(jù)的中位秩估計87-88
• 5.3.2 統(tǒng)計線性回歸88-90
• 5.3.3 概率統(tǒng)計評價90-91
• 5.3.4 最小樣本量考核91
• 5.3.5 極限承載彎矩數(shù)據(jù)91-93
• 5.4 安全系數(shù)計算93
• 5.5 本章小結(jié)93-94
• 第六章 全文總結(jié)與展望94-96
• 6.1 全文總結(jié)94-95
• 6.2 工作展望95-96
• 參考文獻96-102
• 致謝102-103
• 學(xué)位論文評閱及答辯情況表103

【引證文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 鄧召文;陳濤;;基于ANSYS的BN492發(fā)動機曲軸有限元分析[J];農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程;2010年08期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 閆立君;4G93發(fā)動機VVT系統(tǒng)開發(fā)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

2 陳建文;發(fā)動機曲軸CAD軟件系統(tǒng)設(shè)計及數(shù)據(jù)管理研究[D];中北大學(xué);2012年

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5 黃以兵;16V170柴油機曲軸研制與有限元分析[D];山東理工大學(xué);2012年

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7 李波;4V75柴油機曲軸系設(shè)計及CAE分析[D];湖南大學(xué);2012年

8 汪自穩(wěn);船用舷外機兩拐曲軸動力學(xué)仿真與可靠性研究[D];安徽工程大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：內(nèi)燃機曲軸強度計算，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：392809