【摘要】：針對以某發(fā)動機連桿結(jié)構(gòu)研究,對連桿進行疲勞壽命預測有助于加快設(shè)計和提高發(fā)動機質(zhì)量。連桿在發(fā)動機工作過程中承受復雜的載荷,有必要深入研究發(fā)動機運行時連桿的疲勞強度。根據(jù)現(xiàn)有損傷模型預測疲勞壽命,對連桿的壽命預測結(jié)果的準確性有待提高。根據(jù)虛擬載荷譜技術(shù),提出了虛擬區(qū)間長度的假設(shè),對Manson損傷模型進行有效改進,并從理論層面證明了疲勞壽命預測結(jié)果具有收斂性。研究內(nèi)容包括虛擬載荷譜、原有加載區(qū)間的虛擬等分方法、Manson模型改進及損傷修正、疲勞壽命預測進行仿真。結(jié)果為疲勞壽命的預測提供了一種新的求解思路。
【圖文】：

ｍｍｍ邋＂邋Ｍ，邐始ｎ，／Ａ＾相對應(yīng)。逡逑邐邋ｃｙｉ邐３連桿的疲勞壽命預測逡逑／］邐首先根據(jù)傳統(tǒng)方法計算發(fā)動機連桿的疲勞壽命，然后利逡逑ｇ邐ｙ邋／邐用ＣＡＥ工程分析技術(shù)，對連桿的疲勞壽命進行仿真分析預逡逑？邐測；最后基于區(qū)間長度的虛擬等分模型方法（改進的Ｍａｎｓ0ｎ逡逑一’邐模型），進行疲勞壽命計算，根據(jù)三種計算結(jié)果來驗證ＶＩＬＤ逡逑＾＾N’二ｖ邋Ｊ邐－邋Ｍａｎｓｏｎ模型的疲勞損傷演化方法的正確性。圖３是實測逡逑采集到一段連桿所受的載荷譜，由于實驗條件及人工成本等逡逑圖２非線性損傷累積邐因素的影響，不可能使得疲勞加載工作載荷的等級數(shù)無限增逡逑力卩，故試驗室對于物理樣機疲勞加載實驗一般為Ｐ邋＝邋８邋￣邋１４。逡逑命水平的非線性損傷曲線實現(xiàn)線性化。因此，基準壽命水平邐表Ｉ為壽命計算載荷譜。逡逑的損傷函數(shù)可以被簡化為一條直線，即逡逑Ｎｏｎ－Ｃｏｎｓｔａｎｔ邋Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ邋Ｌｏａｄ逡逑Ｈｉｓｔｏｒｙ邋Ｄａｔａ逡逑ｔａｎ邋－ｉ邐逡逑圖３作用于發(fā)動機連桿的載荷歷程逡逑表１試驗載荷譜逡逑應(yīng)力級別Ｐ１２３４５６７８邐９逡逑應(yīng)力水平邐３３２邐３００邐２７０邐２４０邐２１０邐１８０邐１５０邐１２０邐９０逡逑頻數(shù)邋ｎ邐３邐９邐１７邐２６邐３４邐４３邐５２邐６０邐６９逡逑相對頻率邋０．００９５邐０．０２８７５邐０．０５４３邐０．０８３邐０．１０８６邐０．１３７３邐０．邋１６６邐０．１９１７邐０．２２０４逡逑應(yīng)力比邐１邐０．９０３６邐０．８１３３邐０．７２２９邐０．６３２５邐０．５４２２邐０．４５１８邐０．３６１４邐０．２７１１逡逑應(yīng)力壽命邐６．４２２ｅ＋４邐９

逑式中：七為在／＼＾２／壽命水平時的循環(huán)次數(shù)，其等效損傷與初逡逑°邐ｍｍｍ邋＂邋Ｍ，，邐始ｎ，／Ａ＾相對應(yīng)。逡逑邐邋ｃｙｉ邐３連桿的疲勞壽命預測逡逑／］邐首先根據(jù)傳統(tǒng)方法計算發(fā)動機連桿的疲勞壽命，然后利逡逑ｇ邐ｙ邋／邐用ＣＡＥ工程分析技術(shù)，對連桿的疲勞壽命進行仿真分析預逡逑？邐測；最后基于區(qū)間長度的虛擬等分模型方法（改進的Ｍａｎｓ0ｎ逡逑一’邐模型），進行疲勞壽命計算，根據(jù)三種計算結(jié)果來驗證ＶＩＬＤ逡逑＾＾N’二ｖ邋Ｊ邐－邋Ｍａｎｓｏｎ模型的疲勞損傷演化方法的正確性。圖３是實測逡逑采集到一段連桿所受的載荷譜，由于實驗條件及人工成本等逡逑圖２非線性損傷累積邐因素的影響，不可能使得疲勞加載工作載荷的等級數(shù)無限增逡逑力卩，故試驗室對于物理樣機疲勞加載實驗一般為Ｐ邋＝邋８邋￣邋１４。逡逑命水平的非線性損傷曲線實現(xiàn)線性化。因此，基準壽命水平邐表Ｉ為壽命計算載荷譜。逡逑的損傷函數(shù)可以被簡化為一條直線，即逡逑Ｎｏｎ－Ｃｏｎｓｔａｎｔ邋Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ邋Ｌｏａｄ逡逑Ｈｉｓｔｏｒｙ邋Ｄａｔａ逡逑ｔａｎ邋－ｉ邐逡逑圖３作用于發(fā)動機連桿的載荷歷程逡逑表１試驗載荷譜逡逑應(yīng)力級別Ｐ１２３４５６７８邐９逡逑應(yīng)力水平邐３３２邐３００邐２７０邐２４０邐２１０邐１８０邐１５０邐１２０邐９０逡逑頻數(shù)邋ｎ邐３邐９邐１７邐２６邐３４邐４３邐５２邐６０邐６９逡逑相對頻率邋０．００９５邐０．０２８７５邐０．０５４３邐０．０８３邐０．１０８６邐０．１３７３邐０．邋１６６邐０．１９１７邐０．２２０４逡逑應(yīng)力比邐１邐０．９０３６邐０．８１３３邐０．７２２９邐０．６３２５邐０．５４２２邐０．４
【作者單位】： 湖南大學機械與運載工程學院;
【基金】：國家自然科學基金項目(51375154)
【分類號】：O346.2

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本文編號：2550237