曲軸是內(nèi)燃機的核心運動部件之一,曲軸的工作狀態(tài)直接決定了發(fā)動機工作的穩(wěn)定性與可靠性。本文以某直升機專用某V型雙缸汽油機為研究對象,結(jié)合有限元法、多體動力學(xué)理論以及EHD理論,對曲軸的軸承潤滑以及曲軸的疲勞耐久性能進行計算分析。通過分析曲軸在特殊工況下的軸承潤滑性能以及曲軸疲勞壽命等,找出了曲軸的設(shè)計缺陷,進而對曲軸的設(shè)計缺陷提出了設(shè)計改進方案。通過對改進方案的計算分析,確保改進方案的可行性,為曲軸的結(jié)構(gòu)改進方案提供了理論基礎(chǔ)。研究中首先通過HyperMesh對曲軸以及相關(guān)零件進行了有限元模型建立,并通過ABAQUS軟件對曲軸有限元模型進行了模態(tài)分析驗證網(wǎng)格的合理性。通過模態(tài)分析的結(jié)果對比,確認了曲軸有限元網(wǎng)格的誤差在合理范圍之內(nèi),可以用于曲軸多體動力學(xué)的計算。根據(jù)EXCITE多體動力學(xué)計算要求,對所有的有限元網(wǎng)格進行了子結(jié)構(gòu)縮減,并根據(jù)發(fā)動機實際參數(shù)完成了曲軸多體動力學(xué)模型的搭建。通過對比多體動力學(xué)計算結(jié)果中的曲柄銷受力與曲柄銷理論受力,驗證了多體動力學(xué)分析模型的準確性。通過對主軸承載荷與曲柄銷載荷的計算結(jié)果對比分析,發(fā)現(xiàn)曲軸的不平衡量過大,導(dǎo)致了兩主軸承載荷之和遠大于曲柄銷載荷。通過...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 曲軸強度研究現(xiàn)狀
        1.2.2 軸承潤滑的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
2 有限元模型準備
    2.1 有限元基本概念
    2.2 HyperMesh軟件介紹
    2.3 ABAQUS軟件介紹
    2.4 有限元模型建立
        2.4.1 曲軸有限元模型
        2.4.2 連桿有限元模型
        2.4.3 軸承座有限元模型
    2.5 曲軸模態(tài)分析與有限元模型驗證
    2.6 有限元模型縮減
        2.6.1 模型縮減方法簡介
        2.6.2 主自由度選取
        2.6.3 模態(tài)縮減
    本章小結(jié)
3 多體動力學(xué)模型搭建
    3.1 多體動力學(xué)理論
    3.2 滑動軸承潤滑理論
    3.3 AVL-EXCITE軟件介紹
    3.4 多體動力學(xué)及EHD模型搭建
        3.4.1 EXCITE有限元模型設(shè)定和單位設(shè)定
        3.4.2 定義軸系全局參數(shù)
        3.4.3 定義體單元和連接單元
        3.4.4 定義外載荷和仿真參數(shù)
    本章小結(jié)
4 主軸承EHD計算結(jié)果分析
    4.1 多體動力學(xué)模型驗證
    4.2 主軸承受力分析
    4.3 主軸潤滑分析
        4.3.1 最大油膜壓力
        4.3.2 最小油膜厚度
        4.3.3 粗糙接觸壓力
    本章小結(jié)
5 曲軸疲勞強度分析
    5.1 疲勞基礎(chǔ)理論
        5.1.1 疲勞概念
        5.1.2 疲勞影響因素
    5.2 線性疲勞累積損傷假說
    5.3 FEMFAT軟件介紹
    5.4 曲軸應(yīng)力分析
    5.5 曲軸疲勞分析
        5.5.1 導(dǎo)入載荷數(shù)據(jù)
        5.5.2 材料特性定義
        5.5.3 疲勞分析結(jié)果
    本章小結(jié)
6 曲軸改進設(shè)計
    6.1 曲軸改進方案
    6.2 改進潤滑結(jié)果分析
        6.2.1 主軸承載荷對比
        6.2.2 最大油膜壓力對比
        6.2.3 最小油膜厚度
        6.2.4 粗糙接觸壓力
    6.3 改進疲勞結(jié)果分析
    本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
致謝
參考文獻
個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的研究成果



本文編號：3988079