本文關鍵詞：基于試驗和模擬的連桿大頭軸承潤滑特性分析

  更多相關文章： 曲柄銷-連桿大頭軸承 彈性液動潤滑 摩擦副試驗臺 模擬計算 正交分析

【摘要】：曲柄銷-連桿大頭軸承是內燃機主要摩擦副之一,起到連接曲軸與連桿,傳遞動力的作用。其位置重要,負荷繁重,結構尺寸受到嚴格限制,工作條件比較惡劣,其潤滑狀態(tài)直接影響到摩擦副的可靠性和壽命。近年來,隨著內燃機制造技術的迅速發(fā)展,內燃機的強化指標日益提高,特別是缸內爆發(fā)壓力和柴油機轉速等不斷提高,勢必加劇了曲軸軸承上所受到的負荷,使其潤滑狀態(tài)變差。為了滿足內燃機高速發(fā)展的要求,通過試驗和仿真的方法來設計曲柄銷-連桿大頭軸承,并進一步考核其潤滑狀態(tài)已是當務之急。 由于在發(fā)動機中曲柄銷-連桿大頭軸承的潤滑參數(shù)難以測量,模擬計算的方法可以得到詳細的參數(shù),但其準確性需要驗證。本文先用摩擦副試驗臺對潤滑模型進行標定,然后用數(shù)值模擬的方法對潤滑規(guī)律進行研究,利用正交試驗設計和極差分析的方法對某型柴油機的連桿大頭軸承進行優(yōu)化設計,進而形成一套研究摩擦副的方法。 首先搭建了摩擦副試驗臺,對原有的試驗條件進行改進,設計了一套切實可行的操作流程,對某一機型的曲柄銷-連桿大頭軸承進行試驗,通過編程和小波去噪處理試驗數(shù)據(jù)并繪圖分析,形成針對這一試驗臺的試驗方法。并對試驗中出現(xiàn)的拉瓦事故進行了分析,找到事故原因和處理方法。 對試驗臺進行模擬分析,繪制摩擦副的試驗臺三維模型和有限元模型,在AVL Excite PowerUnit中進行動力學分析,用試驗的數(shù)據(jù)對其進行標定,通過比對軸心軌跡和摩擦力矩確定使用EHD2潤滑模型。設計多工況,分析不同轉速和載荷下的潤滑性能,用模擬計算完成試驗臺沒有做到的工況,以便綜合分析。 采用正交試驗的方法對某型柴油機的曲拐和連桿的原機模型進行動力學仿真分析,影響因素包括爆發(fā)壓力、轉速、機油型號、機油溫度、機油壓力、軸瓦粗糙度、軸頸粗糙度、初始軸承間隙、軸頸油孔位置、油孔直徑等,考核了最大油膜壓力、最小油膜厚度、摩擦功,找到了影響潤滑性能主因素,并對主因素進行重點分析,得到最優(yōu)方案。 通過本文的研究,得到摩擦副試驗臺設計試驗和處理數(shù)據(jù)方法,并用試驗與仿真相結合的方法標定潤滑模型,正交分析的方法對連桿大頭軸承進行模擬計算分析,得到摩擦副優(yōu)化設計研究的最佳方法。通過分析各種因素對軸承潤滑性能的影響,得到有益的結論,為新型發(fā)動機的研發(fā)設計提供了重要參考。
【關鍵詞】：曲柄銷-連桿大頭軸承 彈性液動潤滑 摩擦副試驗臺 模擬計算 正交分析
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TK403;TH117.2
【目錄】：

• 目錄4-7
• 摘要7-9
• ABSTRACT9-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 引言11-12
• 1.2 國內外研究狀況12-15
• 1.2.1 潤滑理論的發(fā)展12-13
• 1.2.2 軸承試驗技術的發(fā)展13-14
• 1.2.3 軸承潤滑的研究成果14-15
• 1.3 本文的主要工作15-17
• 第二章 軸承試驗臺17-35
• 2.1 結構與操作17-25
• 2.1.1 試驗臺結構17-22
• 2.1.2 操作規(guī)程22-25
• 2.2 摩擦副試驗25-30
• 2.2.1 試驗準備25-26
• 2.2.2 試驗過程26
• 2.2.3 數(shù)據(jù)分析26-30
• 2.3 拉瓦故障30-33
• 2.3.1 幾種常見的拉瓦事故30-31
• 2.3.2 一次嚴重的拉瓦事故31-33
• 2.4 本章小結33-35
• 第三章 計算模型驗證35-51
• 3.1 構建模型35-40
• 3.1.1 三維建模35-36
• 3.1.2 有限元建模36-37
• 3.1.3 動力學模型建模37-39
• 3.1.4 邊界條件設置39-40
• 3.2 潤滑模型40-43
• 3.2.1 潤滑模型的選擇40-41
• 3.2.2 潤滑結果比對41-43
• 3.3 潤滑結果分析43-48
• 3.3.1 軸承力44
• 3.3.2 摩擦力矩44-45
• 3.3.3 最小油膜厚度45-46
• 3.3.4 油膜壓力46
• 3.3.5 粗糙接觸壓力46-47
• 3.3.6 摩擦功率損失47-48
• 3.3.7 軸心軌跡48
• 3.4 本章小結48-51
• 第四章 連桿大頭軸承潤滑影響因素研究51-67
• 4.1 仿真模型51-52
• 4.1.1 連桿大頭軸承基本參數(shù)51-52
• 4.2 仿真流程52-56
• 4.2.1 制圖52-53
• 4.2.2 有限元建模53-54
• 4.2.3 動力學模型建模54-55
• 4.2.4 邊界條件設置55-56
• 4.3 正交試驗56-64
• 4.3.1 正交試驗方案設計56-57
• 4.3.2 正交試驗結果57-58
• 4.3.3 最大油膜壓力結果分析58-60
• 4.3.4 最小油膜厚度結果分析60-62
• 4.3.5 摩擦損失功率結果分析62-64
• 4.4 正交分析得到優(yōu)化設計方案64-66
• 4.4.1 極差分析64
• 4.4.2 優(yōu)化方案64-66
• 4.5 本章小結66-67
• 第五章 總結與展望67-71
• 5.1 總結67-68
• 5.2 不足及展望68-71
• 參考文獻71-75
• 致謝75-76
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文76-77
• 學位論文評閱及答辯情況表77

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：896264