本文關(guān)鍵詞：8L265柴油機曲軸疲勞強度分析及裂紋研究

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【摘要】：曲軸是柴油機中受力最復雜的零件之一,它承受著氣缸內(nèi)氣體的作用力、活塞連桿組往復運動質(zhì)量慣性力和旋轉(zhuǎn)質(zhì)量慣性力,還承受著扭轉(zhuǎn)振動以及彎曲振動。因此,在曲軸中存在著交變的彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力,可能引起曲軸的疲勞失效,而且曲軸的失效輕則停工停機,重則整機損壞,甚至造成人身傷害。所以,如何準確地得到曲軸內(nèi)部應(yīng)力、應(yīng)變的大小以及分布情況對于曲軸的設(shè)計、改進和優(yōu)化具有重要的意義。本文主要以8L265柴油機的曲軸為研究對象,運用Pro/E軟件對曲軸的整體進行了符合實際情況的建模,然后導入到有限元分析軟件ANSYS-Workbench中對其進行有限元分析,研究了整體曲軸的變形情況及應(yīng)力分布情況,并對交變載荷作用下的曲軸進行了疲勞強度校核。同時以曲軸的單拐模型為研究對象對比了簡化前后應(yīng)力的大小以及變形情況的變化,此外還研究了軸頸過渡圓角處半徑,軸頸過渡圓角形狀以及曲柄臂厚度等結(jié)構(gòu)參數(shù)對應(yīng)力集中效應(yīng)的影響。為了研究裂紋對曲軸模態(tài)參數(shù)的影響,本文還對曲軸的整體模型進行了自由模態(tài)分析,并在此基礎(chǔ)上研究了不同深度、不同位置的橫向裂紋對曲軸模態(tài)參數(shù)的影響,并對結(jié)果進行分析。結(jié)果表明曲軸的各階固有頻率都是隨著裂紋深度的加深而降低,但降低的幅度略有不同。經(jīng)上述分析計算,可得出一些有價值的結(jié)論,為實現(xiàn)曲軸裂紋的動態(tài)檢測及診斷提供參考及理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：柴油機 曲軸 有限元 疲勞強度 裂紋 模態(tài)分析
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK423
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-17
• 1.1 課題的背景和意義8
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-15
• 1.2.1 曲軸的主要損壞形式8-9
• 1.2.2 曲軸強度的研究方法9-10
• 1.2.3 曲軸強度的計算方法10-11
• 1.2.4 有限元法在曲軸強度計算中的應(yīng)用11-14
• 1.2.5 曲軸的模態(tài)分析研究14
• 1.2.6 曲軸裂紋故障診斷研究14-15
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容15-17
• 2 曲軸模型的建立17-25
• 2.1 模型的建立及簡化17-20
• 2.2 有限元模型的建立20-21
• 2.3 曲柄連桿機構(gòu)的受力分析21-24
• 2.3.1 曲柄連桿機構(gòu)的運動計算22
• 2.3.2 曲柄連桿機構(gòu)的受力分析22-24
• 2.4 本章小節(jié)24-25
• 3. 曲軸的靜力學分析25-39
• 3.1 載荷的確定25-28
• 3.2 邊界條件的確定28-30
• 3.2.1 載荷邊界條件的確定28-30
• 3.2.2 位移邊界條件的確定30
• 3.3 整體曲軸的計算結(jié)果分析30-37
• 3.3.1 應(yīng)變分析31-32
• 3.3.2 應(yīng)力分析32-37
• 3.4 曲軸的疲勞強度校核37-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 4. 曲軸結(jié)構(gòu)參數(shù)對應(yīng)力的影響39-48
• 4.1 模型的建立39-40
• 4.2 邊界條件的確定40
• 4.2.1 力學邊界條件40
• 4.2.2 位移邊界條件40
• 4.3 計算結(jié)果分析40-41
• 4.4 結(jié)構(gòu)參數(shù)對圓角應(yīng)力的影響41-47
• 4.4.1 軸頸過渡圓角半徑對應(yīng)力的影響43-45
• 4.4.2 軸頸過渡圓角形狀對應(yīng)力的影響45-46
• 4.4.3 曲柄臂厚度h對應(yīng)力的影響46-47
• 4.5 本章小結(jié)47-48
• 5. 基于動態(tài)參數(shù)識別裂紋的研究48-65
• 5.1 模態(tài)分析48-50
• 5.1.1 模態(tài)分析的理論基礎(chǔ)48-49
• 5.1.2 裂紋對材料模態(tài)參數(shù)的影響49-50
• 5.2 裂紋對光軸模態(tài)參數(shù)的影響50-55
• 5.2.1 模型的建立50-52
• 5.2.2 裂紋深度及位置對模態(tài)參數(shù)的影響52-55
• 5.3 曲軸模態(tài)分析55-60
• 5.3.1 曲軸有限元模型的建立55-56
• 5.3.2 曲軸的模態(tài)分析56-60
• 5.4 裂紋對曲軸模態(tài)參數(shù)的影響60-63
• 5.4.1 曲軸裂紋產(chǎn)生原因及常見形式60
• 5.4.2 裂紋對曲軸模態(tài)參數(shù)的影響60-63
• 5.5 本章小結(jié)63-65
• 6 總結(jié)與展望65-67
• 6.1 總結(jié)65-66
• 6.2 展望66-67
• 參考文獻67-70
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況70-71
• 致謝71-72

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張俊紅;程曉鳴;鄭勇;;柴油機曲軸動態(tài)疲勞強度分析[J];拖拉機與農(nóng)用運輸車;2005年06期

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本文編號：703779