柴油機(jī)油底殼疲勞分析、壽命預(yù)測(cè)與優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的研究.pdf

1、柴油機(jī)作為船舶的心臟占有舉足輕重的地位，其目前的主要發(fā)展趨勢(shì)就是安全、可靠、輕量化的結(jié)構(gòu)，因此進(jìn)行柴油機(jī)結(jié)構(gòu)疲勞壽命預(yù)測(cè)以及對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)成為一項(xiàng)迫切的任務(wù)和課題。
　　 油底殼作為柴油機(jī)的一個(gè)重要組成部分，除起到機(jī)油散熱的作用外，最主要的作用還有儲(chǔ)存潤(rùn)滑油和密封整個(gè)機(jī)體。油底殼的面積大且由薄鋼板制成，因此柴油機(jī)工作時(shí)，容易引起振動(dòng)和噪聲。同時(shí)在一些直角等應(yīng)力集中的區(qū)域，會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力疲勞，進(jìn)而產(chǎn)生裂紋等，影響其壽命。
　　

2、 國(guó)內(nèi)外對(duì)柴油機(jī)油底殼在動(dòng)載荷作用下的動(dòng)應(yīng)力分析、結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度以及優(yōu)化設(shè)計(jì)涉及的相對(duì)較少，主要原因是由于柴油機(jī)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)耐久性試驗(yàn)費(fèi)用昂貴，以及油底殼所受載荷和邊界條件難以確定等。本文在中船重工“船用柴油機(jī)固定件動(dòng)應(yīng)力計(jì)算分析與試驗(yàn)測(cè)試”項(xiàng)目的支持下，利用有限元、多體動(dòng)力學(xué)及測(cè)試?yán)碚摚瑢?duì)柴油機(jī)固定件的動(dòng)應(yīng)力分別進(jìn)行了計(jì)算分析與試驗(yàn)測(cè)試，并在此基礎(chǔ)上對(duì)柴油機(jī)油底殼進(jìn)行了疲勞分析和壽命預(yù)測(cè)，繼而對(duì)其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)等研究。具

3、體研究?jī)?nèi)容如下：
　　 (1)利用ADAMS軟件，采用模態(tài)疊加法對(duì)柴油機(jī)機(jī)體油底殼組合模型進(jìn)行動(dòng)應(yīng)力計(jì)算，主要包括幾何建模，有限元計(jì)算，多體動(dòng)力學(xué)仿真等，獲得比較精確的油底殼動(dòng)應(yīng)力(動(dòng)載荷)，為后續(xù)的疲勞分析和壽命預(yù)測(cè)提供數(shù)據(jù)支撐。
　　 (2)對(duì)油底殼進(jìn)行動(dòng)應(yīng)力的試驗(yàn)測(cè)試，和理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，完善有限元模型，為下一步的計(jì)算分析奠定基礎(chǔ)。
　　 (3)分析柴油機(jī)油底殼的疲勞類型，根據(jù)所計(jì)算的油底殼動(dòng)態(tài)應(yīng)力建立