柴油機油底殼疲勞分析、壽命預(yù)測與優(yōu)化設(shè)計方法的研究.pdf

1、柴油機作為船舶的心臟占有舉足輕重的地位，其目前的主要發(fā)展趨勢就是安全、可靠、輕量化的結(jié)構(gòu)，因此進行柴油機結(jié)構(gòu)疲勞壽命預(yù)測以及對其進行優(yōu)化設(shè)計成為一項迫切的任務(wù)和課題。
　　 油底殼作為柴油機的一個重要組成部分，除起到機油散熱的作用外，最主要的作用還有儲存潤滑油和密封整個機體。油底殼的面積大且由薄鋼板制成，因此柴油機工作時，容易引起振動和噪聲。同時在一些直角等應(yīng)力集中的區(qū)域，會產(chǎn)生應(yīng)力疲勞，進而產(chǎn)生裂紋等，影響其壽命。
　　

2、 國內(nèi)外對柴油機油底殼在動載荷作用下的動應(yīng)力分析、結(jié)構(gòu)疲勞強度以及優(yōu)化設(shè)計涉及的相對較少，主要原因是由于柴油機結(jié)構(gòu)相對復雜，現(xiàn)場結(jié)構(gòu)耐久性試驗費用昂貴，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“船用柴油機固定件動應(yīng)力計算分析與試驗測試”項目的支持下，利用有限元、多體動力學及測試理論，對柴油機固定件的動應(yīng)力分別進行了計算分析與試驗測試，并在此基礎(chǔ)上對柴油機油底殼進行了疲勞分析和壽命預(yù)測，繼而對其進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計等研究。具

3、體研究內(nèi)容如下：
　　 (1)利用ADAMS軟件，采用模態(tài)疊加法對柴油機機體油底殼組合模型進行動應(yīng)力計算，主要包括幾何建模，有限元計算，多體動力學仿真等，獲得比較精確的油底殼動應(yīng)力(動載荷)，為后續(xù)的疲勞分析和壽命預(yù)測提供數(shù)據(jù)支撐。
　　 (2)對油底殼進行動應(yīng)力的試驗測試，和理論計算結(jié)果進行比較，完善有限元模型，為下一步的計算分析奠定基礎(chǔ)。
　　 (3)分析柴油機油底殼的疲勞類型，根據(jù)所計算的油底殼動態(tài)應(yīng)力建立