本文關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體疲勞壽命預(yù)測(cè)方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：機(jī)體是發(fā)動(dòng)機(jī)最重要的部件之一。作為整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的骨架和基礎(chǔ)，機(jī)體在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)承受極為復(fù)雜的載荷，這些載荷的大小和方向均隨工況、曲軸轉(zhuǎn)角不斷變化，并且有些載荷的作用部位也在時(shí)刻變化。機(jī)體在設(shè)計(jì)壽命周期之內(nèi)一旦發(fā)生疲勞破壞，是很難完全修復(fù)的。因此，機(jī)體的可靠性對(duì)整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能有著重要的影響，它在一定程度上決定著整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命，對(duì)機(jī)體的疲勞進(jìn)行深入的研究是十分有必要的。本文以CY4102BZQ柴油機(jī)機(jī)體為研究對(duì)象，，在有限元理論的基礎(chǔ)上，通過(guò)動(dòng)態(tài)應(yīng)力分析方法較為準(zhǔn)確的獲得了機(jī)體各部位應(yīng)力情況，結(jié)合疲勞理論對(duì)機(jī)體的疲勞進(jìn)行了深入的研究。 本文首先總結(jié)了疲勞的基礎(chǔ)理論，調(diào)研了國(guó)內(nèi)外機(jī)體的研究現(xiàn)狀，對(duì)疲勞的機(jī)理、分類進(jìn)行了較詳細(xì)的歸納分析。 建立了CY4102BZQ柴油機(jī)一個(gè)整缸（第三缸）和相鄰兩個(gè)半缸（第二缸和第四缸）的組合結(jié)構(gòu)的實(shí)體模型。將建立的實(shí)體模型導(dǎo)入有限元前處理軟件軟件ANSA中，對(duì)各零件材料、屬性進(jìn)行設(shè)置，在保證計(jì)算準(zhǔn)確度的前提下，結(jié)合各零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，進(jìn)行了一定的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，選擇合理的單元類型、單元尺寸對(duì)組合結(jié)構(gòu)進(jìn)行網(wǎng)格劃分，分別在氣缸蓋與螺栓、氣缸蓋與鋼絲密封圈、鋼絲密封圈與機(jī)體、機(jī)體與螺栓、機(jī)體與主軸承蓋等零件的接觸面定義了八對(duì)接觸關(guān)系，在機(jī)體前后支撐點(diǎn)和機(jī)體組合結(jié)構(gòu)的截?cái)嗝娑x了位移約束，完成了機(jī)體組合結(jié)構(gòu)有限元模型的建立。 運(yùn)用有限元軟件ANSYS，采用完全法，以第三缸的一個(gè)工作循環(huán)進(jìn)行載荷步的設(shè)置，對(duì)機(jī)體組合結(jié)構(gòu)有限元模型進(jìn)行了瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析，得出了各節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力和位移的時(shí)間歷程，并對(duì)幾個(gè)危險(xiǎn)部位進(jìn)行了應(yīng)力分布情況的分析，對(duì)機(jī)體的設(shè)計(jì)優(yōu)化提供了理論依據(jù)，并為機(jī)體的疲勞壽命預(yù)測(cè)提供了數(shù)據(jù)。 研究了疲勞壽命計(jì)算模型、載荷譜、疲勞累積損傷、平均應(yīng)力修正等用于計(jì)算疲勞壽命的理論。將瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)的分析結(jié)果導(dǎo)入疲勞分析軟件DesignLife，選擇分析模型，輸入材料數(shù)據(jù)，建立載荷譜，確定累積損傷模型，最終得到特定工況下機(jī)體在機(jī)械載荷作用下疲勞壽命的預(yù)測(cè)結(jié)果。 分析了機(jī)體疲勞的幾種影響因素。結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行情況，總結(jié)出了機(jī)體易發(fā)生疲勞破壞的危險(xiǎn)部位。對(duì)疲勞危險(xiǎn)部位影響因素敏感度分析方法進(jìn)行了一定的研究。
【關(guān)鍵詞】：機(jī)體 瞬態(tài)動(dòng)力學(xué) 疲勞壽命 敏感度分析方法
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TK422
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-21
• 1.1 本文的研究背景及意義11-12
• 1.2 疲勞基本概念及分類12-13
• 1.2.1 疲勞及其機(jī)理12
• 1.2.2 疲勞的分類12-13
• 1.3 國(guó)內(nèi)外相關(guān)內(nèi)容研究綜述13-18
• 1.3.1 疲勞研究發(fā)展歷程13-16
• 1.3.2 發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體研究現(xiàn)狀16-18
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容及實(shí)施方案18-21
• 2 機(jī)體應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)獲取方法研究21-41
• 2.1 有限元理論21
• 2.2 瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析21-23
• 2.3 機(jī)體組有限元模型的建立23-26
• 2.3.1 實(shí)體模型的建立23-25
• 2.3.2 結(jié)構(gòu)離散25-26
• 2.4 初始條件的建立26-27
• 2.5 建立邊界條件27-35
• 2.5.1 位移邊界條件27
• 2.5.2 接觸邊界條件27-28
• 2.5.3 載荷邊界條件28-35
• 2.6 載荷步設(shè)置及求解控制35-37
• 2.7 機(jī)體瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)結(jié)果分析37-41
• 3 機(jī)體疲勞壽命預(yù)測(cè)方法研究41-53
• 3.1 疲勞壽命預(yù)測(cè)方法41-44
• 3.1.1 常用的疲勞壽命預(yù)測(cè)方法41-44
• 3.1.2 機(jī)體疲勞壽命預(yù)測(cè)方法的確定44
• 3.2 疲勞載荷譜44-46
• 3.3 材料特性的獲取46-47
• 3.4 疲勞累積損傷理論47-49
• 3.4.1 線性累積損傷理論47-48
• 3.4.2 非線性累積損傷理論48-49
• 3.5 平均應(yīng)力修正49-50
• 3.6 機(jī)體疲勞壽命預(yù)測(cè)及結(jié)果分析50-53
• 4 疲勞危險(xiǎn)部位影響因素敏感度分析方法研究53-67
• 4.1 機(jī)體疲勞的影響因素53-54
• 4.2 機(jī)體疲勞危險(xiǎn)部位及影響因素的確定54-55
• 4.3 疲勞影響因素敏感度分析方法研究55-67
• 5 總結(jié)與展望67-69
• 5.1 全文總結(jié)67
• 5.2 展望67-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果73-74
• 致謝74

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：298423