基于瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)的柴油機(jī)曲軸疲勞壽命研究.pdf

1、曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)最重要的運(yùn)動(dòng)部件之一，其結(jié)構(gòu)參數(shù)和性能參數(shù)對(duì)柴油機(jī)整體的重量、可靠性以及壽命都有決定性的影響。在實(shí)際工作過(guò)程中曲軸受力極其復(fù)雜，其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生拉、壓、彎、扭的交變應(yīng)力，致使曲軸過(guò)早的出現(xiàn)彎曲疲勞破壞，在主軸頸和連桿軸頸的過(guò)渡圓角處應(yīng)力集中現(xiàn)象比較嚴(yán)重，在這些地方會(huì)過(guò)早的產(chǎn)生疲勞裂紋，從而導(dǎo)致曲軸斷裂。因此，為了掌握曲軸在工作過(guò)程中的應(yīng)力的分布規(guī)律，對(duì)曲軸進(jìn)行瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)研究和疲勞壽命研究，是很必要的。在今后對(duì)曲軸的改進(jìn)、優(yōu)化也

2、具有十分重要的意義。
　　針對(duì)曲軸會(huì)過(guò)早的出現(xiàn)彎曲疲勞破壞這一問(wèn)題，進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的研究：
　?。?）利用三維造型軟件Pro/E建立了曲軸實(shí)體模型，并用前處理軟件對(duì)其進(jìn)行前處理并離散成有限元模型；
　?。?）分析曲軸所承受的載荷，依據(jù)有限元?jiǎng)恿W(xué)理論基礎(chǔ)，結(jié)合曲軸結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和實(shí)際的工作狀態(tài)，對(duì)其進(jìn)行了動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析，并對(duì)動(dòng)態(tài)響應(yīng)中遇到的模型網(wǎng)格大小的確定、約束方式的確定、接觸關(guān)系的選擇、加載方式的選擇以及載荷步選取的方

3、法等進(jìn)行了對(duì)比研究。然后重點(diǎn)研究了應(yīng)力集中部位的應(yīng)力狀態(tài)和特征，并分析應(yīng)力集中部位的應(yīng)力-時(shí)間歷程曲線，以便于了解曲軸動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，并為疲勞分析提供了載荷數(shù)據(jù)。
　?。?）在研究曲軸疲勞壽命預(yù)測(cè)方法的基礎(chǔ)上對(duì)其壽命進(jìn)行了預(yù)測(cè)。具體研究了零件S-N曲線獲取及表面加工系數(shù)、尺寸系數(shù)以及強(qiáng)化系數(shù)的修正；疲勞損傷累積方法；損傷參量的選?。?br>　?。?）在以上研究的基礎(chǔ)上對(duì)曲軸的危險(xiǎn)部位明確后，對(duì)其進(jìn)行了基于Spearman秩相關(guān)系數(shù)的