為了解決近年來環(huán)境污染和資源消耗對制造業(yè)發(fā)展的制約問題,通過再制造將現(xiàn)有資源最大化利用,是實現(xiàn)資源節(jié)約和環(huán)境友好的有效途徑。我國的再制造事業(yè)相對國外起步較晚但發(fā)展很快,重大機(jī)械裝備關(guān)鍵零部件的再制造具有廣闊的應(yīng)用前景。對再制造毛坯的質(zhì)量控制是保障再制造產(chǎn)品可靠性的關(guān)鍵。再制造質(zhì)量控制包括失效分析、無損檢測和壽命評估三個方面。因此,以明確零部件宏觀失效形式和服役條件下缺陷演化規(guī)律的失效分析為基礎(chǔ),以先進(jìn)的無損檢測技術(shù)為手段,來發(fā)展面向再制造的高效、準(zhǔn)確的壽命評估方法,是值得深入研究的重要課題。本文以大型柴油機(jī)曲軸為研究對象,分析其不同服役工況下的疲勞失效缺陷形式,采用渦流檢測方法和金屬磁記憶檢測方法,分別對曲軸表面裂紋和應(yīng)力集中疲勞損傷進(jìn)行無損檢測;在此基礎(chǔ)上,研究基于疲勞缺陷和無損檢測結(jié)果的壽命預(yù)測方法,用于退役曲軸剩余壽命評估。主要研究工作包括:（1）運(yùn)用發(fā)動機(jī)原理、多剛體動力學(xué)、剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)分析方法,在動力學(xué)分析軟件ADAMS中建立了曲軸系剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)模型并進(jìn)行仿真,得到曲軸每個連桿軸頸的工作載荷曲線,為疲勞分析提供載荷數(shù)據(jù)。根據(jù)曲軸服役條件,利用有限元軟件ABAQUS建立了12... 

【文章來源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：157 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

曲軸再制造前后軸頸部位對比

武漢理工大學(xué)博士學(xué)位論文2的“再制造”概念由徐濱士在1999年召開的“先進(jìn)制造技術(shù)”國際會議上提出[9]，我國的再制造事業(yè)雖興起較晚，但發(fā)展迅速。在2000-2015年間，與再制造有關(guān)的理論研究和工程技術(shù)等連續(xù)三次被國家自然科學(xué)基金委機(jī)械學(xué)科列為“國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展五年計劃綱要”中的優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域。其中在2010年，國家發(fā)改委、科技部、工信部等11個部門聯(lián)合發(fā)布文件，將發(fā)動機(jī)、變速箱等零部件的再制造作為重點，圖1-2所示為報廢發(fā)動機(jī)和再制造發(fā)動機(jī)的比較。文件同時指出在繼續(xù)擴(kuò)大汽車零部件再制造試點范圍的同時，明確支持和推動工程機(jī)械、機(jī)床等再制造。由此可見，重大機(jī)械裝備關(guān)鍵零部件的再制造具有廣泛的應(yīng)用前景和廣闊的發(fā)展空間。（a）報廢發(fā)動機(jī)（b）再制造發(fā)動機(jī)圖1-2大型柴油發(fā)動機(jī)的再制造再制造質(zhì)量控制是再制造產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的前提和關(guān)鍵。再制造產(chǎn)品的服役可靠性很大程度上取決于作為再制造毛坯的廢舊零部件的質(zhì)量。只有在再制造前經(jīng)過了檢測和評估被確定符合要求且具有再制造價值的廢舊件毛坯，才能進(jìn)入再制造環(huán)節(jié)[10]。再制造質(zhì)量控制的要求包括三個方面：失效分析，無損檢測和壽命評估。所以，無損檢測和壽命評估是再制造工程研究的重點內(nèi)容。以明確零部件宏觀失效形式和服役工況下缺陷演化規(guī)律的失效分析為基礎(chǔ)，以先進(jìn)的無損檢測技術(shù)為手段[11]，尋求以再制造為目標(biāo)的方便、準(zhǔn)確的壽命評估方法已成為極具挑戰(zhàn)性的重要課題。將無損檢測與壽命評估結(jié)合，探索無損檢測新技術(shù)在再制造壽命評估中的具體應(yīng)用，對于完善再制造工程學(xué)科，推動再制造產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，以及實現(xiàn)國家可持續(xù)發(fā)展意義重大。鑒于大力發(fā)展再制造相關(guān)產(chǎn)業(yè)的社會需求，用于再制造的退役零部件無損

武漢理工大學(xué)博士學(xué)位論文17(1cos)(1cos2)4xRλαα=+（2-2）圖2-1曲柄連桿機(jī)構(gòu)示意圖對活塞位移求導(dǎo)即可得到活塞速度，即將式（2-1）對時間求導(dǎo)，得到：1sinsindxddvRdtdtdtαβαβλ==+（2-3）將sinβ=λsinα兩邊對時間求導(dǎo)，可得：coscosdddtdtβααλβ=（2-4）將式（2-4）帶入式（2-3），可得活塞速度：sin()cosvRαβωβ+=（2-5）其中，ω為曲軸旋轉(zhuǎn)角速度，ω=dαdt。關(guān)于活塞位移的近似式（2-2）對時間求導(dǎo)可得到活塞速度的近似式：sinsin22vRλωαα=+（2-6）對活塞速度求導(dǎo)即可得到活塞加速度，即將式（2-5）對時間求導(dǎo)，再將式

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]再制造抽油桿疲勞壽命評估的磁記憶檢測實驗研究[J]. 冷建成,張輝,周國強(qiáng),吳澤民.  材料工程. 2016(09)
[2]含裂紋曲軸動力學(xué)分析及裂紋擴(kuò)展剩余壽命研究[J]. 陳波,肖祥,何畏,楊志勇,張自立.  塑性工程學(xué)報. 2016(04)
[3]磁記憶檢測技術(shù)在壓力容器上的應(yīng)用[J]. 胡斌,沈功田.  無損檢測. 2015(12)
[4]金屬磁記憶信號的有限元模擬與影響因素[J]. 高慶敏,丁紅勝,劉波.  無損檢測. 2015(06)
[5]基于磁記憶檢測的服役鐵磁零件剩余壽命預(yù)測[J]. 黃海鴻,孫霄,汪燕,姜石林.  機(jī)械設(shè)計與研究. 2014(04)
[6]大型柴油機(jī)曲軸全周期力學(xué)分析與疲勞斷裂部位預(yù)測[J]. 吳成武,洪日,倪晨,張勁松,馬尚.  機(jī)械制造. 2013(12)
[7]疲勞過程中磁記憶信號變化的機(jī)理[J]. 徐明秀,陳章華,徐敏強(qiáng),樊久銘.  機(jī)械工程學(xué)報. 2014(04)
[8]Development of remaining life prediction of crankshaft remanufacturing core[J]. Li-Hong Dong,Bin-Shi Xu,Nan Xue,Hui-Peng Wang,Hao-Yu Li.  Advances in Manufacturing. 2013(01)
[9]再制造成形技術(shù)發(fā)展及展望[J]. 徐濱士,董世運(yùn),朱勝,史佩京.  機(jī)械工程學(xué)報. 2012(15)
[10]基于力磁耦合的金屬磁記憶檢測機(jī)理與仿真[J]. 李龍軍,王曉鋒,楊賓峰,張輝,崔文巖,柏雪倩.  空軍工程大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2012(03)

博士論文
[1]導(dǎo)電結(jié)構(gòu)渦流/超聲檢測與評估技術(shù)的研究[D]. 李國厚.浙江大學(xué) 2011
[2]面向再制造鐵磁性構(gòu)件損傷程度的磁記憶/超聲綜合無損評估[D]. 石常亮.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[3]48MnV退役曲軸剩余疲勞壽命測評技術(shù)研究[D]. 王翔.上海交通大學(xué) 2011
[4]基于VI的鋼球表面裂紋電渦流檢測方法研究[D]. 丁建軍.武漢理工大學(xué) 2007
[5]基于磁記憶技術(shù)的疲勞損傷評估及壽命預(yù)測[D]. 邢海燕.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007

碩士論文
[1]柴油機(jī)曲軸的疲勞分析與優(yōu)化設(shè)計[D]. 朱盼盼.吉林大學(xué) 2016
[2]基于磁記憶技術(shù)的退役抽油桿剩余壽命評估[D]. 張輝.東北石油大學(xué) 2016
[3]某型號柴油機(jī)曲軸疲勞壽命分析方法研究[D]. 馮占闖.中北大學(xué) 2015
[4]退役曲軸自動化渦流磁記憶無損檢測系統(tǒng)研究[D]. 方洲.武漢理工大學(xué) 2015
[5]發(fā)動機(jī)曲軸連桿機(jī)構(gòu)動力學(xué)仿真及疲勞分析[D]. 王立峰.長安大學(xué) 2014
[6]發(fā)動機(jī)曲軸磁記憶檢測與疲勞壽命評估研究[D]. 徐妍.武漢理工大學(xué) 2014
[7]基于磁記憶檢測的服役構(gòu)件剩余壽命評估方法研究[D]. 汪燕.合肥工業(yè)大學(xué) 2013
[8]基于多體動力學(xué)的柴油機(jī)振動分析及曲軸的疲勞分析[D]. 張兆強(qiáng).西南交通大學(xué) 2012
[9]金屬磁記憶檢測機(jī)理的試驗研究與有限元仿真[D]. 李新蕾.南昌航空大學(xué) 2010
[10]電渦流檢測的有限元仿真分析[D]. 王燕.華東交通大學(xué) 2009



本文編號：2958495