曲軸作為內(nèi)燃機(jī)最重要的零件,其主要失效形式是疲勞破壞,如何在設(shè)計(jì)階段對(duì)曲軸結(jié)構(gòu)開(kāi)展抗疲勞設(shè)計(jì),預(yù)估其疲勞強(qiáng)度和全周期疲勞壽命,完成不同結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)選,是提高內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)可靠性的重要內(nèi)容。論文把近年來(lái)被廣泛認(rèn)可的虛擬疲勞試驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用在曲軸疲勞問(wèn)題的研究中,以多體動(dòng)力學(xué)理論、疲勞損傷理論和有限元理論為基礎(chǔ),綜合應(yīng)用數(shù)值模擬軟件對(duì)某型號(hào)二沖程內(nèi)燃機(jī)曲軸開(kāi)展虛擬疲勞試驗(yàn)研究。首先,在ADAMS中對(duì)曲軸系進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真分析。將滿載荷工況作為研究工況,建立包含柔性曲軸在內(nèi)曲軸系整體的剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)仿真模型,以獲取曲軸疲勞分析所需的模態(tài)坐標(biāo)時(shí)間載荷歷程;其次,應(yīng)用ANSYS對(duì)曲軸進(jìn)行模態(tài)分析,確定其各階固有頻率與振型,結(jié)合計(jì)算得到的曲軸對(duì)應(yīng)工況下的工作頻率,確定應(yīng)用模態(tài)應(yīng)力恢復(fù)理論對(duì)曲軸進(jìn)行全周期疲勞壽命計(jì)算。此外提取多體動(dòng)力學(xué)仿真獲得的動(dòng)態(tài)邊界條件,對(duì)曲軸進(jìn)行瞬態(tài)強(qiáng)度計(jì)算,得到每個(gè)載荷步對(duì)應(yīng)的應(yīng)力信息;最后,對(duì)曲軸的疲勞強(qiáng)度和壽命進(jìn)行預(yù)估分析。先從理論上預(yù)估得到曲軸材料的S-N曲線,根據(jù)曲軸的結(jié)構(gòu)特征計(jì)算確定其疲勞綜合影響系數(shù),結(jié)合瞬態(tài)強(qiáng)度計(jì)算的結(jié)果得到其疲勞安全系數(shù),完成曲軸疲勞強(qiáng)度的評(píng)估。并... 

【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究發(fā)展概況
        1.2.1 虛擬疲勞試驗(yàn)技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 曲軸疲勞強(qiáng)度研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第二章 虛擬疲勞試驗(yàn)技術(shù)理論基礎(chǔ)
    2.1 疲勞損傷計(jì)算理論基礎(chǔ)
        2.1.1 名義應(yīng)力法概述
        2.1.2 Miner線性疲勞損傷累積法則
        2.1.3 材料S-N曲線的基本概念
        2.1.4 模態(tài)應(yīng)力恢復(fù)算法
    2.2 基于MSR法的多體動(dòng)力學(xué)求解
        2.2.1 ADAMS建�；纠碚�
        2.2.2 ADAMS中多體動(dòng)力學(xué)計(jì)算的理論基礎(chǔ)
    2.3 基于MSR法的曲軸全周期疲勞壽命評(píng)估
        2.3.1 曲軸疲勞損傷累積的過(guò)程
        2.3.2 曲軸的虛擬疲勞試驗(yàn)路線
    本章小結(jié)
第三章 曲軸系多體動(dòng)力學(xué)仿真分析
    3.1 曲軸系CAD建模
    3.2 多體動(dòng)力學(xué)模型的建立
        3.2.1 定義零部件的材料屬性
        3.2.2 確定曲軸系運(yùn)動(dòng)副類(lèi)型
        3.2.3 氣體力的施加過(guò)程
    3.3 多剛體動(dòng)力學(xué)分析
        3.3.1 活塞的運(yùn)動(dòng)特性分析
        3.3.2 側(cè)推力分析
        3.3.3 曲柄銷(xiāo)受力分析
    3.4 曲軸的剛?cè)狁詈咸鎿Q
        3.4.1 柔性體模型的建立
        3.4.2 柔性體的生成與替換
    3.5 替換前后曲軸受力對(duì)比分析
    本章小結(jié)
第四章 曲軸有限元模態(tài)分析與強(qiáng)度計(jì)算
    4.1 曲軸有限元模態(tài)分析
        4.1.1 模態(tài)分析的理論基礎(chǔ)
        4.1.2 曲軸模態(tài)計(jì)算結(jié)果分析
    4.2 疲勞分析方法的選擇
    4.3 曲軸動(dòng)態(tài)應(yīng)力的計(jì)算
        4.3.1 曲軸強(qiáng)度的瞬態(tài)計(jì)算
        4.3.2 曲軸瞬態(tài)計(jì)算結(jié)果分析
    本章小結(jié)
第五章 曲軸疲勞強(qiáng)度的預(yù)估分析
    5.1 材料S-N曲線的理論估算
        5.1.1 疲勞極限的計(jì)算
        5.1.2 各參數(shù)值的計(jì)算
    5.2 曲軸疲勞綜合影響系數(shù)的確定
        5.2.1 疲勞綜合影響系數(shù)及各參數(shù)概述
        5.2.2 疲勞綜合影響系數(shù)的計(jì)算
    5.3 安全系數(shù)的確定
        5.3.1 靜強(qiáng)度安全系數(shù)的計(jì)算
        5.3.2 疲勞安全系數(shù)的計(jì)算
    5.4 全周期疲勞壽命的評(píng)估計(jì)算
        5.4.1 全周期疲勞壽命計(jì)算的設(shè)置
        5.4.2 疲勞壽命計(jì)算結(jié)果分析
    5.5 曲軸疲勞壽命的影響因素分析
        5.5.1 過(guò)渡圓角的影響
        5.5.2 表面粗糙度的影響
        5.5.3 不同強(qiáng)化方法的影響
    本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 存在的不足與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號(hào)：3725670