本文關(guān)鍵詞：柴油機(jī)排氣歧管的振動(dòng)疲勞分析

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【摘要】：柴油機(jī)排氣歧管雖然不是柴油機(jī)的核心部件,但它是增壓器安裝在柴油機(jī)上的直接支撐,其可靠性直接影響增壓器甚至柴油機(jī)的正常工作,對(duì)發(fā)揮柴油機(jī)的性能起著非常重要的作用。本文主要對(duì)連接增壓器與柴油機(jī)的排氣歧管進(jìn)行研究,針對(duì)其失效形式進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)其在靜載狀況下的破壞很少見(jiàn),而疲勞破壞是其主要的失效形式。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn),產(chǎn)生疲勞破壞的原因主要是承受交變沖擊載荷。所以,通常對(duì)其進(jìn)行有限元靜強(qiáng)度分析遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足設(shè)計(jì)的需求,必須從動(dòng)響應(yīng)、疲勞強(qiáng)度等多方面對(duì)其進(jìn)行研究。首先運(yùn)用有限元前處理軟件ANSA對(duì)排氣歧管三維模型進(jìn)行前處理,然后基于模態(tài)理論和頻響分析理論對(duì)其進(jìn)行模態(tài)法頻率響應(yīng)分析,把分析結(jié)果導(dǎo)入到疲勞分析軟件MSC.FATIGUE中。選擇Goodman法對(duì)平均應(yīng)力進(jìn)行修正,采用應(yīng)力準(zhǔn)則為von Mises,設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為存活率50%,運(yùn)用Drilik法對(duì)排氣歧管進(jìn)行振動(dòng)疲勞計(jì)算。主要包括載荷譜的時(shí)頻轉(zhuǎn)化及其相關(guān)性處理和疲勞特性曲線的生成。通過(guò)分析可知,增壓器工作時(shí)引起的振動(dòng)載荷譜是造成排氣歧管振動(dòng)疲勞失效的主要原因,并計(jì)算得到了排氣歧管的最大疲勞損傷,預(yù)測(cè)了其振動(dòng)疲勞壽命。最后,對(duì)振動(dòng)疲勞壽命的影響因素進(jìn)行分析研究,為排氣歧管的振動(dòng)疲勞設(shè)計(jì)提供理論參考,從而一方面可以降低研發(fā)成本,另一方面還可以大大縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期,提高設(shè)計(jì)效率。
【關(guān)鍵詞】：排氣歧管 頻響分析 功率譜密度 振動(dòng)疲勞壽命 振動(dòng)疲勞分析
【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】：2016
【分類號(hào)】：TK423
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-17
• 1.1 課題研究的背景10-11
• 1.2 課題研究的意義11
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.3.1 疲勞理論研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3.2 振動(dòng)疲勞研究現(xiàn)狀13-15
• 1.4 本文研究的內(nèi)容15-17
• 2 排氣歧管疲勞分析理論17-29
• 2.1 疲勞設(shè)計(jì)方法17-18
• 2.2 疲勞累積損傷理論18-21
• 2.2.1 線性疲勞累積損傷理論18-19
• 2.2.2 雙線性疲勞累積損傷理論19
• 2.2.3 非線性疲勞累積損傷理論19-21
• 2.2.4 概率疲勞損傷理論21
• 2.3 材料的疲勞特性21-27
• 2.3.1 S-N曲線21-24
• 2.3.2 疲勞壽命的影響因素24-26
• 2.3.3 S-N曲線的平均應(yīng)力修正方法26-27
• 2.4 振動(dòng)疲勞分析流程27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 3 排氣歧管有限元建模與模態(tài)分析29-40
• 3.1 有限元原理29-30
• 3.2 排氣歧管有限元建模30-33
• 3.2.1 模型簡(jiǎn)化處理31
• 3.2.2 網(wǎng)格劃分31-32
• 3.2.3 約束定義32-33
• 3.3 模態(tài)分析理論33-36
• 3.4 排氣歧管的模態(tài)分析36-39
• 3.5 本章小結(jié)39-40
• 4 排氣歧管頻響分析40-48
• 4.1 頻響分析理論40-42
• 4.2 頻響分析求解方法的選擇42-43
• 4.3 頻響分析的影響因素43-44
• 4.3.1 載荷頻率對(duì)頻響結(jié)果的影響43
• 4.3.2 結(jié)構(gòu)阻尼對(duì)頻響結(jié)果的影響43-44
• 4.4 排氣歧管的頻響分析44-47
• 4.5 本章小結(jié)47-48
• 5 排氣歧管振動(dòng)疲勞分析48-66
• 5.1 MSC.FATIHUE軟件簡(jiǎn)介48
• 5.2 振動(dòng)疲勞分析方法48-52
• 5.2.1 窄帶法49-50
• 5.2.2 寬帶法50
• 5.2.3 Dirlik法50-51
• 5.2.4 三區(qū)間法51-52
• 5.3 振動(dòng)疲勞分析52-62
• 5.3.1 排氣歧管振動(dòng)疲勞分析技術(shù)流程52-53
• 5.3.2 振動(dòng)載荷譜分析53-54
• 5.3.3 振動(dòng)載荷譜處理54-58
• 5.3.4 材料疲勞特性58-59
• 5.3.5 振動(dòng)疲勞計(jì)算設(shè)置59-60
• 5.3.6 振動(dòng)疲勞分析結(jié)果60-62
• 5.4 振動(dòng)疲勞壽命影響因素研究62-65
• 5.5 本章小結(jié)65-66
• 6 總結(jié)和展望66-68
• 6.1 總結(jié)66-67
• 6.2 展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果72-73
• 致謝73-74

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