本文關鍵詞：發(fā)動機連桿螺栓可靠性設計與擰緊技術研究

  更多相關文章： 發(fā)動機 連桿螺栓 剩余預緊力系數(shù) 擰緊技術 耐久試驗

【摘要】：連桿螺栓作為發(fā)動機連桿組系統(tǒng)的重要組成部分,連桿螺栓主要作用是連接連桿大頭蓋、連桿大頭軸瓦和連桿體,承受連桿組系統(tǒng)的所有受力,因此連桿螺栓受到的是拉伸、彎曲等交變載荷和橫向振動載荷。由于連桿螺栓工作環(huán)境工況惡劣,容易出現(xiàn)斷裂失效,若連桿螺栓失效,整個發(fā)動機將發(fā)生惡性破壞,致使發(fā)動機報廢,甚至出現(xiàn)試驗和整車使用人員的人身安全。因此保證連桿螺栓的可靠性,有利于保持整個發(fā)動機的穩(wěn)定性和可靠性。本文考慮了連桿螺栓的擰緊與工作力學服役條件,通過分析連桿系統(tǒng)受力和連桿軸瓦受力狀態(tài),建立了以剩余預緊力系數(shù)和極限壓強為連桿螺栓的可靠性設計準則,同時根據(jù)統(tǒng)計分析和驗證試驗確定了連桿螺栓設計準則的評價標準,通過有限元計算、疲勞試驗和整機耐久試驗驗證,確定了連桿螺栓設計準則和評價標準的合理性。本文分析了連桿螺栓的常用擰緊方法,通過理論分析與對比試驗驗證,確定了扭矩轉(zhuǎn)角塑性法為連桿螺栓的最優(yōu)擰緊方法。本文利用理論力學理論分析了連桿螺栓回彈延伸率和連桿大頭蓋回彈延伸率的計算方法,并且總結出計算公式。利用連桿螺栓的力學模型分析,建立了扭矩轉(zhuǎn)角塑性法擰緊工藝的計算準則。通過擰緊工藝對比試驗確定了連桿螺栓扭矩轉(zhuǎn)角塑性法擰緊工藝計算的合理性。本文介紹了連桿螺栓擰緊工藝試驗設備情況,根據(jù)各設備的優(yōu)缺點,選擇了最優(yōu)匹配設備。通過試驗驗證,本文確定了連桿加工時與連桿裝配時擰緊工藝的一致性問題。通過連桿螺栓擰緊力學服役情況以及現(xiàn)有設備狀態(tài),建立了一套連桿螺栓擰緊工藝試驗方法。本文以連桿螺栓的設計到驗證為主線,全面驗證了本文建立準則和方法的合理性。1)運用本文建立的準則逆向開發(fā)出了某機型發(fā)動機的連桿螺栓,運行文本建立的扭矩轉(zhuǎn)角塑性法擰緊工藝的計算準則,確定了該連桿螺栓的計算擰緊工藝。2)運用本文建立的擰緊工藝試驗準則,確定了該連桿螺栓的試驗擰緊工藝。通過連桿螺栓擰緊工藝對比試驗,連桿螺栓計算擰緊工藝與試驗擰緊工藝相同,證明連桿螺栓擰緊工藝計算準則的合理性。3)通過應變測試試驗,連桿大頭孔變形較小,連桿大頭孔圓度滿足設計要求,證明連桿螺栓擰緊工藝制定的合理性。4)通過有限元計算,確定連桿螺栓和連桿的靜強度、疲勞強度、軸瓦背壓及切向力、連桿體和連桿蓋分割面滑移均滿足要求,證明連桿螺栓的設計可靠性。5)通過連桿疲勞試驗,連桿螺栓未出現(xiàn)松脫、連桿螺栓周圍無失效狀態(tài)和連桿疲勞安全系數(shù)滿足要求,證明連桿螺栓設計與擰緊均可靠。6)通過整機耐久試驗,確定連桿螺栓并未松脫、連桿未失效、連桿軸瓦與連桿大頭蓋均未出現(xiàn)異常,即連桿螺栓的整機耐久試驗通過考核,更為全面的驗證了連桿螺栓設計與擰緊的可靠性。
【關鍵詞】：發(fā)動機 連桿螺栓 剩余預緊力系數(shù) 擰緊技術 耐久試驗
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TK403
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-13
• 第1章 緒論13-21
• 1.1 引言13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-18
• 1.2.1 螺栓理論研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 連桿螺栓可靠性設計研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.3 連桿螺栓擰緊技術研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容18-21
• 第2章 連桿螺栓力學模型與設計準則建立21-33
• 2.1 連桿系統(tǒng)受力分析21-22
• 2.2 連桿軸瓦受力分析22-25
• 2.3 連桿螺栓力學模型25-27
• 2.4 連桿螺栓設計準則建立27-31
• 2.4.1 連桿螺栓結構可靠性設計27-28
• 2.4.2 連桿螺栓評價準則建立28-31
• 2.5 本章小結31-33
• 第3章 連桿螺栓擰緊計算準則的建立33-45
• 3.1 連桿螺栓擰緊方式介紹33-36
• 3.1.1 扭矩法33-34
• 3.1.2 扭矩轉(zhuǎn)角法34-36
• 3.2 連桿螺栓擰緊方式對比驗證試驗36-39
• 3.2.1 試驗設備與方案36-38
• 3.2.2 試驗結果與分析38-39
• 3.2.3 試驗結論39
• 3.3 連桿螺栓擰緊工藝計算準則建立39-43
• 3.3.1 連桿螺栓的回彈39-41
• 3.3.2 連桿大頭蓋的回彈41-42
• 3.3.3 連桿螺栓擰緊工藝計算準則建立42-43
• 3.4 本章小結43-45
• 第4章 連桿螺栓擰緊工藝試驗準則建立45-53
• 4.1 連桿螺栓擰緊工藝設備選擇45-47
• 4.1.1 設備介紹45-47
• 4.1.2 設備選擇47
• 4.2 連桿加工與裝配對擰緊工藝的要求47-49
• 4.2.1 提出要求47
• 4.2.2 驗證試驗47-48
• 4.2.3 驗證結論48-49
• 4.3 連桿螺栓擰緊工藝試驗準則建立49-51
• 4.3.1 原則49
• 4.3.2 標定試驗49
• 4.3.3 屈服參數(shù)確定49-50
• 4.3.4 摸索試驗50
• 4.3.5 驗證與測量50-51
• 4.4 本章小結51-53
• 第5章 連桿螺栓可靠性設計與擰緊驗證53-75
• 5.1 某機型發(fā)動機連桿螺栓可靠性設計53-54
• 5.1.1 概念設計53-54
• 5.1.2 詳細設計54
• 5.2 擰緊工藝計算54-56
• 5.2.1 貼合扭矩計算54-55
• 5.2.2 轉(zhuǎn)角計算55
• 5.2.3 擰緊工藝確定55-56
• 5.3 擰緊工藝驗證56-60
• 5.3.1 擰緊工藝試驗驗證56-58
• 5.3.2 連桿大頭孔應變測試58-60
• 5.4 有限元計算驗證60-64
• 5.4.1 計算網(wǎng)絡模型60
• 5.4.2 計算邊界條件60-61
• 5.4.3 計算結果及分析61-63
• 5.4.4 計算結論63-64
• 5.5 連桿疲勞試驗驗證64-66
• 5.5.1 測試設備與項目64
• 5.5.2 測試結果與分析64-66
• 5.5.3 測試結論66
• 5.6 耐久試驗驗證66-73
• 5.6.1 發(fā)動機參數(shù)與設備67
• 5.6.2 試驗方法與步驟67-70
• 5.6.3 試驗結果與分析70-73
• 5.6.4 試驗結論73
• 5.7 本章小結73-75
• 第6章 結論與展望75-79
• 6.1 結論75-77
• 6.2 工作展望77-79
• 參考文獻79-83
• 作者簡介及科研成果83-85
• 致謝85

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本文編號：1003651