船用柴油機(jī)曲軸動(dòng)力學(xué)分析及強(qiáng)度校核.pdf

1、柴油機(jī)的發(fā)展，至今已經(jīng)有一百二十多年的歷史了。經(jīng)過長(zhǎng)期的持續(xù)改進(jìn)和完善，已發(fā)展到了一個(gè)比較完善的水平。由于柴油機(jī)的熱效率比較高、適應(yīng)性非常好、功率范圍又廣，因此在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)以及國防建設(shè)事業(yè)都有非常廣泛的應(yīng)用。曲軸是柴油機(jī)中最重要、載荷最惡劣、最昂貴的零件之一，作為柴油機(jī)的主要承載零件，曲軸力學(xué)性能好壞決定著柴油機(jī)的可靠性和使用壽命的長(zhǎng)短。由于柴油機(jī)在實(shí)際工作中，多種周期性變化的載荷作用在柴油機(jī)曲軸上，曲軸的受力情況是非常復(fù)雜

2、的，如何確保柴油機(jī)曲軸擁有較好的疲勞強(qiáng)度和較強(qiáng)的剛度以及曲軸的動(dòng)靜態(tài)力學(xué)特性滿足工作要求是柴油機(jī)曲軸設(shè)計(jì)階段的關(guān)鍵所在。
　　本文針對(duì)某新型船用柴油機(jī)，利用多體動(dòng)力學(xué)理論，建立曲軸系統(tǒng)剛體及柔體模型，對(duì)曲軸系統(tǒng)進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)特性研究，并對(duì)曲軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核。具體研究工作內(nèi)容如下：
　　(1)對(duì)柴油機(jī)曲軸動(dòng)力學(xué)分析的兩種不同方法進(jìn)行研究，并根據(jù)柴油機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)的經(jīng)典計(jì)算公式，進(jìn)行了柴油機(jī)曲軸系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)理論計(jì)算，并獲得動(dòng)力學(xué)結(jié)果。

3、
　　(2)利用多體動(dòng)力學(xué)仿真分析軟件Virtual Engine，分別建立曲軸系統(tǒng)的剛體及柔體動(dòng)力學(xué)模型并進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真計(jì)算，對(duì)比分析了剛體模型與柔體模型的動(dòng)力學(xué)結(jié)果，并針對(duì)曲軸主軸承載荷進(jìn)行了詳細(xì)分析。結(jié)果顯示：使用液動(dòng)軸承耦合的柔體動(dòng)力學(xué)模型的結(jié)果更接近真實(shí)情況，曲軸主軸承各部分載荷分布不均勻，容易造成偏磨。
　　(3)在獲得曲軸系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)結(jié)果的情況下，根據(jù)國際船級(jí)社協(xié)會(huì)(IACS)的曲軸強(qiáng)度校核標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)曲軸進(jìn)行傳統(tǒng)的