本文關(guān)鍵詞：柴油機排氣歧管的振動疲勞分析

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【摘要】：柴油機排氣歧管雖然不是柴油機的核心部件,但它是增壓器安裝在柴油機上的直接支撐,其可靠性直接影響增壓器甚至柴油機的正常工作,對發(fā)揮柴油機的性能起著非常重要的作用。本文主要對連接增壓器與柴油機的排氣歧管進行研究,針對其失效形式進行分析,發(fā)現(xiàn)其在靜載狀況下的破壞很少見,而疲勞破壞是其主要的失效形式。通過分析發(fā)現(xiàn),產(chǎn)生疲勞破壞的原因主要是承受交變沖擊載荷。所以,通常對其進行有限元靜強度分析遠遠不能滿足設(shè)計的需求,必須從動響應(yīng)、疲勞強度等多方面對其進行研究。首先運用有限元前處理軟件ANSA對排氣歧管三維模型進行前處理,然后基于模態(tài)理論和頻響分析理論對其進行模態(tài)法頻率響應(yīng)分析,把分析結(jié)果導(dǎo)入到疲勞分析軟件MSC.FATIGUE中。選擇Goodman法對平均應(yīng)力進行修正,采用應(yīng)力準則為von Mises,設(shè)計準則為存活率50%,運用Drilik法對排氣歧管進行振動疲勞計算。主要包括載荷譜的時頻轉(zhuǎn)化及其相關(guān)性處理和疲勞特性曲線的生成。通過分析可知,增壓器工作時引起的振動載荷譜是造成排氣歧管振動疲勞失效的主要原因,并計算得到了排氣歧管的最大疲勞損傷,預(yù)測了其振動疲勞壽命。最后,對振動疲勞壽命的影響因素進行分析研究,為排氣歧管的振動疲勞設(shè)計提供理論參考,從而一方面可以降低研發(fā)成本,另一方面還可以大大縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期,提高設(shè)計效率。
【關(guān)鍵詞】：排氣歧管 頻響分析 功率譜密度 振動疲勞壽命 振動疲勞分析
【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】：TK423
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-17
• 1.1 課題研究的背景10-11
• 1.2 課題研究的意義11
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.3.1 疲勞理論研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3.2 振動疲勞研究現(xiàn)狀13-15
• 1.4 本文研究的內(nèi)容15-17
• 2 排氣歧管疲勞分析理論17-29
• 2.1 疲勞設(shè)計方法17-18
• 2.2 疲勞累積損傷理論18-21
• 2.2.1 線性疲勞累積損傷理論18-19
• 2.2.2 雙線性疲勞累積損傷理論19
• 2.2.3 非線性疲勞累積損傷理論19-21
• 2.2.4 概率疲勞損傷理論21
• 2.3 材料的疲勞特性21-27
• 2.3.1 S-N曲線21-24
• 2.3.2 疲勞壽命的影響因素24-26
• 2.3.3 S-N曲線的平均應(yīng)力修正方法26-27
• 2.4 振動疲勞分析流程27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 3 排氣歧管有限元建模與模態(tài)分析29-40
• 3.1 有限元原理29-30
• 3.2 排氣歧管有限元建模30-33
• 3.2.1 模型簡化處理31
• 3.2.2 網(wǎng)格劃分31-32
• 3.2.3 約束定義32-33
• 3.3 模態(tài)分析理論33-36
• 3.4 排氣歧管的模態(tài)分析36-39
• 3.5 本章小結(jié)39-40
• 4 排氣歧管頻響分析40-48
• 4.1 頻響分析理論40-42
• 4.2 頻響分析求解方法的選擇42-43
• 4.3 頻響分析的影響因素43-44
• 4.3.1 載荷頻率對頻響結(jié)果的影響43
• 4.3.2 結(jié)構(gòu)阻尼對頻響結(jié)果的影響43-44
• 4.4 排氣歧管的頻響分析44-47
• 4.5 本章小結(jié)47-48
• 5 排氣歧管振動疲勞分析48-66
• 5.1 MSC.FATIHUE軟件簡介48
• 5.2 振動疲勞分析方法48-52
• 5.2.1 窄帶法49-50
• 5.2.2 寬帶法50
• 5.2.3 Dirlik法50-51
• 5.2.4 三區(qū)間法51-52
• 5.3 振動疲勞分析52-62
• 5.3.1 排氣歧管振動疲勞分析技術(shù)流程52-53
• 5.3.2 振動載荷譜分析53-54
• 5.3.3 振動載荷譜處理54-58
• 5.3.4 材料疲勞特性58-59
• 5.3.5 振動疲勞計算設(shè)置59-60
• 5.3.6 振動疲勞分析結(jié)果60-62
• 5.4 振動疲勞壽命影響因素研究62-65
• 5.5 本章小結(jié)65-66
• 6 總結(jié)和展望66-68
• 6.1 總結(jié)66-67
• 6.2 展望67-68
• 參考文獻68-72
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果72-73
• 致謝73-74

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本文編號：716740