本文關(guān)鍵詞：連桿襯套磨損量預(yù)測的數(shù)值仿真研究

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【摘要】：柴油機連桿襯套是聯(lián)接連桿與活塞的滑動軸承，在工作過程中承受著高比壓、熱負(fù)荷，且潤滑不良，它的性能直接影響著柴油機的使用壽命。強力旋壓連桿襯套具有承載能力大、表面硬度高及穩(wěn)定性好的特點，是理想的大功率高速柴油機連桿襯套。開展對其可靠性研究，具有重要的理論意義及實用價值。 本文通過正交試驗的設(shè)計方法設(shè)計了9組不同工況下的7小時往復(fù)摩擦磨損試驗，借助于連桿襯套-活塞銷往復(fù)擺動摩擦磨損試驗機，使用真實的活塞銷、連桿及連桿襯套，通過調(diào)整連桿襯套與活塞銷的配合間隙和試驗機的轉(zhuǎn)速、載荷以及潤滑油的滴油頻率，模擬柴油機工況下連桿襯套的磨損情況，得出了9個試件的磨損質(zhì)量和內(nèi)徑標(biāo)記點磨損量。通過數(shù)學(xué)上多元二次回歸的方法對試驗數(shù)據(jù)加以分析，得出了影響連桿襯套磨損量的參數(shù)顯著性規(guī)律。由于完成連桿襯套往復(fù)摩擦磨損試驗需要消耗一定的人力、物力和財力，并且往復(fù)摩擦磨損試驗機在轉(zhuǎn)速上無法達(dá)到柴油機實際工況所具有的1500r/min外特性最大轉(zhuǎn)矩工況轉(zhuǎn)速和2200r/min標(biāo)定工況轉(zhuǎn)速。因此，筆者使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的前向型函數(shù)結(jié)合往復(fù)摩擦磨損試驗機的試驗結(jié)果建立了預(yù)測連桿襯套磨損量的模型，通過同已有的試驗數(shù)據(jù)變化趨勢對比，結(jié)合發(fā)動機工況理論分析發(fā)現(xiàn)預(yù)測的結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)有較好的一致性，，基本能夠預(yù)測往復(fù)摩擦磨損試驗機在高轉(zhuǎn)速工況下的連桿襯套磨損量。同時，根據(jù)所預(yù)測的磨損量，提出了能夠估算連桿襯套沿時間軸上的磨損量計算公式。最后，通過ANSYS軟件對施加不同瞬時載荷時的連桿襯套內(nèi)表面進(jìn)行應(yīng)力分析，得出了連桿襯套在該瞬時載荷和間隙下的等效應(yīng)力集中和易磨損區(qū)域圖。為以后連桿襯套進(jìn)行可靠性分析提供了理論和仿真依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：連桿襯套 磨損量 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 數(shù)值仿真
【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】：2015
【分類號】：TK423
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-17
• 1.1 課題研究的目的及其意義10-12
• 1.1.1 銅合金連桿襯套簡介10-11
• 1.1.2 本課題研究的目的及意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外摩擦磨損數(shù)值仿真技術(shù)的研究進(jìn)展情況12-16
• 1.2.1 國外摩擦磨損數(shù)值仿真的研究進(jìn)展13-15
• 1.2.2 國內(nèi)摩擦磨損數(shù)值仿真的研究進(jìn)展15-16
• 1.3 本課題主要的研究內(nèi)容16-17
• 2 連桿襯套的往復(fù)擺動摩擦磨損試驗17-27
• 2.1 連桿襯套-活塞銷擺動摩擦磨損試平臺簡介17-19
• 2.2 連桿襯套-活塞銷摩擦磨損試驗19-26
• 2.2.1 確定試驗參數(shù)和試驗條件19-20
• 2.2.2 磨損試驗及磨損量測量20-23
• 2.2.3 分析參數(shù)對磨損量的影響23-26
• 2.3 本章小結(jié)26-27
• 3 連桿襯套的磨損分析及磨損量方程27-37
• 3.1 連桿襯套的磨損過程27-28
• 3.2 磨損分類及連桿襯套磨損分析28-34
• 3.2.1 粘著磨損28-30
• 3.2.2 磨粒磨損30
• 3.2.3 疲勞磨損30
• 3.2.4 腐蝕磨損30-31
• 3.2.5 邊界潤滑的基本理論31-34
• 3.3 建立連桿襯套磨損方程34-37
• 3.3.1 建立基本的磨損方程34-35
• 3.3.2 建立連桿襯套邊界潤滑磨損方程35-37
• 3.4 本章小結(jié)37
• 4 利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立連桿襯套磨損量預(yù)測模型37-67
• 4.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)簡介37-41
• 4.1.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的分類37-40
• 4.1.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)方式40-41
• 4.2 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模型與計算流程41-45
• 4.2.1 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模型41-43
• 4.2.2 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)算法43-45
• 4.3 建立 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)連桿襯套內(nèi)徑標(biāo)記點磨損量預(yù)測模型45-48
• 4.3.1 連桿襯套磨損量特征參數(shù)45
• 4.3.2 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測連桿襯套內(nèi)徑標(biāo)記點磨損量的 MATLAB 實現(xiàn)45-48
• 4.4 優(yōu)化 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)連桿襯套內(nèi)徑標(biāo)記點磨損量預(yù)測模型48-56
• 4.4.1 選取最優(yōu)訓(xùn)練函數(shù)及隱含層神經(jīng)元數(shù)48-56
• 4.5 建立連桿襯套磨損重量 BP 網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型56-59
• 4.6 預(yù)測連桿襯套磨損量59-67
• 4.6.1 分析連桿襯套預(yù)測磨損量59-62
• 4.6.2 靜載荷下分析連桿襯套的應(yīng)力區(qū)域62-65
• 4.6.3 連桿襯套與活塞銷接觸面易磨損區(qū)域分析65-67
• 4.7 本章小結(jié)67
• 5 總結(jié)與展望67-70
• 5.1 本課題總結(jié)67-68
• 5.2 本課題展望68-70
• 附錄70-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 攻讀研究生期間發(fā)表論文77-78
• 致謝78-79

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：968833