本文關(guān)鍵詞：機體—主軸承蓋接觸面微動疲勞損傷預測方法研究

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【摘要】：發(fā)動機工作時，機體與主軸承蓋接觸面在較大的螺栓預緊力作用下互相擠壓，并在交變的爆發(fā)壓力和連桿力的共同作用下，容易導致機體與主軸承蓋接觸面間發(fā)生微動疲勞。本文針對機體與主軸承蓋接觸面進行了微動疲勞裂紋萌生特性的預測方法研究，所做工作和所得結(jié)論如下： （1）根據(jù)機體與主軸承蓋的接觸特點，選用具有平面-平面接觸特點的微動橋試樣接觸模型作為模擬件，對其進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計和試驗載荷的確定，在此基礎(chǔ)上進行了微動疲勞試驗研究，結(jié)果表明，接觸面上有黑色的磨屑產(chǎn)生，且試件的裂紋位置處于加載端橋足接觸面的外側(cè)邊緣處。 （2）采用有限元方法對微動橋試樣進行了仿真計算，并采用基于臨界面的微動疲勞參數(shù)SWT、FS、MSWT、MFS和綜合微動疲勞參數(shù)RUIZ方法對微動橋試樣的接觸面進行微動裂紋萌生特性進行了預測，結(jié)果與試驗吻合。 （3）以機體-主軸承蓋接觸面為研究對象，采用上述五種方法對接觸面進行微動裂紋萌生特性分析，結(jié)果表明，RUIZ參數(shù)預測方法與實際斷裂位置更相符，而且增大螺栓預緊力、減小機體剛度和增大主軸承蓋剛度有利于降低微動疲勞裂紋萌生特性的影響。 （4）采用MATLAB語言對微動裂紋萌生特性的預測方法進行了程序設(shè)計，與APDL語言聯(lián)合實現(xiàn)了從建模參數(shù)的輸入到微動裂紋萌生特性的預測的完整流程。
【關(guān)鍵詞】：柴油機 微動疲勞 疲勞參數(shù) 裂紋萌生特性
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK403
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 本文的研究背景及意義11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)11-15
• 1.2.1 微動疲勞的實驗裝置12-13
• 1.2.2 微動疲勞的損傷機理研究13-14
• 1.2.3 微動疲勞的預測方法研究14-15
• 1.2.4 微動疲勞影響因素研究15
• 1.3 本文構(gòu)思及研究內(nèi)容15-18
• 1.3.1 本文的構(gòu)思15-16
• 1.3.2 本文的研究內(nèi)容16-17
• 1.3.3 本文的研究流程17-18
• 第2章 微動接觸力學和彈性半空間受載應力應變分布理論18-30
• 2.1 Hertz 彈性接觸理論18-20
• 2.1.1 球面/球面接觸18-19
• 2.1.2 柱面/柱面接觸19-20
• 2.2 彈性半空間受線載荷時的應力和位移分布20-29
• 2.2.1 彈性半空間線載荷下的應力和變形20-23
• 2.2.2 彈性半空間受法向集中力23-24
• 2.2.3 彈性半空間受切向集中力24-25
• 2.2.4 彈性半空間受法向及切向力25-27
• 2.2.5 彈性半空間受均勻法線分布力27-29
• 2.3 本章小結(jié)29-30
• 第3章 微動疲勞實驗裝置的設(shè)計30-40
• 3.1 微動橋試樣的設(shè)計及校核30-34
• 3.1.1 試樣幾何尺寸的確定30-32
• 3.1.2 試件的設(shè)計方案32
• 3.1.3 試樣的強度校核32-34
• 3.2 微動橋的設(shè)計與校核34-38
• 3.2.1 微動橋幾何尺寸的確定34-36
• 3.2.2 微動橋的設(shè)計方案36
• 3.2.3 微動橋的強度校核36-38
• 3.3 微動橋試樣的裝配簡圖和模型圖38-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第4章 確定微動疲勞實驗裝置的試驗載荷40-48
• 4.1 機體組合結(jié)構(gòu)有限元模型的建立40-43
• 4.1.1 實體模型的建立40
• 4.1.2 有限元模型的生成40-42
• 4.1.3 邊界條件的設(shè)定42-43
• 4.2 微動橋夾緊力范圍的確定43-46
• 4.2.1 機體-主軸承蓋接觸面比壓的計算43-46
• 4.2.2 微動橋夾緊力大小的確定46
• 4.3 試樣軸向載荷范圍的確定46-47
• 4.4 本章小結(jié)47-48
• 第5章 微動疲勞裂紋萌生特性的試驗研究48-54
• 5.1 試驗儀器和設(shè)備48-49
• 5.2 試驗原理和操作步驟49-51
• 5.2.1 試驗原理49-50
• 5.2.2 試驗裝置50
• 5.2.3 操作步驟50-51
• 5.3 試驗方案51
• 5.4 試驗結(jié)果51-53
• 5.4.1 微動疲勞實驗現(xiàn)象51-52
• 5.4.2 微動疲勞實驗斷裂位置52-53
• 5.5 本章小結(jié)53-54
• 第6章 微動橋試樣接觸面微動裂紋萌生特性預測方法研究54-79
• 6.1 微動橋試樣模型的仿真分析54-59
• 6.1.1 微動橋試樣仿真模型的建立54-56
• 6.1.2 接觸模型邊界條件設(shè)定56
• 6.1.3 接觸面的接觸特征分析56-58
• 6.1.4 接觸面的應力狀態(tài)分析58-59
• 6.2 基于臨界面的疲勞參數(shù)法59-71
• 6.2.1 疲勞參數(shù)法簡介59-62
• 6.2.2 臨界面疲勞參數(shù)法62-71
• 6.3 綜合參數(shù)法71-73
• 6.3.1 綜合參數(shù)法簡介71
• 6.3.2 RUIZ 綜合參數(shù)法71-73
• 6.4 微動裂紋萌生特性的預測與驗證73-78
• 6.4.1 基于臨界面疲勞參數(shù)的微動裂紋萌生特性分析73-77
• 6.4.2 綜合微動疲勞參數(shù)的微動裂紋萌生特性分析77-78
• 6.5 本章小結(jié)78-79
• 第7章 機體主軸承蓋接觸面微動裂紋萌生特性預測方法研究79-90
• 7.1 機體主軸承蓋接觸面微動裂紋萌生特性預測方法79-83
• 7.1.1 基于臨界面的 SWT 疲勞參數(shù)法79-80
• 7.1.2 基于臨界面的 FS 疲勞參數(shù)法80-81
• 7.1.3 基于臨界面的 MSWT 疲勞參數(shù)法81
• 7.1.4 基于臨界面的 MFS 疲勞參數(shù)法81-82
• 7.1.5 RUIZ 綜合疲勞參數(shù)法82-83
• 7.2 微動裂紋萌生特性預測方法的確定83
• 7.3 不同參數(shù)對微動疲勞裂紋萌生特性的影響83-89
• 7.3.1 螺栓預緊力對裂紋萌生特性的影響84-85
• 7.3.2 機體結(jié)構(gòu)剛度對裂紋萌生特性的影響85-87
• 7.3.3 軸承蓋結(jié)構(gòu)剛度對裂紋萌生特性的影響87-89
• 7.4 本章小結(jié)89-90
• 第8章 微動疲勞裂紋萌生特性預測程序設(shè)計90-103
• 8.1 程序設(shè)計環(huán)境、目標及功能90
• 8.2 程序設(shè)計的框架及思路90-92
• 8.3 微動疲勞裂紋萌生特性程序的設(shè)計92-100
• 8.3.1 各參數(shù)文件的輸出92-94
• 8.3.2 調(diào)用 ANSYS 進行計算94-96
• 8.3.3 微動疲勞參數(shù)的計算及作圖96-99
• 8.3.4 裂紋萌生位置和方向的確定99-100
• 8.4 計算實例100-102
• 8.5 本章小結(jié)102-103
• 第9章 總結(jié)與展望103-105
• 9.1 總結(jié)103-104
• 9.2 展望104-105
• 參考文獻105-109
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及取得的研究成果109-110
• 致謝110-111

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 廖日東;朱冬;陳航;;基于二維模型的連桿齒形配合面微動數(shù)值分析[J];北京理工大學學報;2007年12期

2 沈明學;彭金方;鄭健峰;宋川;莫繼良;朱e，

本文編號：620882