发动机曲轴疲劳强度的三维有限元分析

为了较全面系统地对发动机曲轴疲劳强度的影响因素进行研究分析,采用了有限单元法建立发动机动力系统有限元模型,根据发动机工作状态的实际工况,在多种载荷边界条件和位移边界条件下对曲轴的应力和变形进行了有限元分析,并将有限元分析结果和试验数据进行了对比分析,为曲轴疲劳强度分析提供了参考。     

6160柴油机曲轴三维有限元分析

建立了6160柴油机曲轴三维有限元分析的改进模型，详细介绍了曲轴在弯曲和扭转2种交变应力状态下。其位移边界条件和载荷边界条件的确定以及加载方法，校核了该曲轴提高功率前后的疲劳强度。计算结果表明，该模型能够很好地模拟曲轴的实际工作状况，为进一步分析曲轴提供了新思路。     

6160柴油机曲轴三维有限元分析

建立了6160柴油机曲轴三维有限元分析的改进模型，详细介绍了曲轴在弯曲和扭转2种交变应力状态下，其位移边界条件和载荷边界条件的确定以及加载方法，校核了该曲轴提高功率前后的疲劳强度. 计算结果表明，该模型能够很好地模拟曲轴的实际工作状况，为进一步分析曲轴提供了新思路.     

柴油机曲轴疲劳强度影响因素研究分析

利用PRO/E建立了曲轴三维实体模型,采用ANSYS对曲轴疲劳强度的影响因素和应力分布进行了计算分析。讨论了曲柄臂厚度改变对结构强度的影响;主轴颈圆角半径和转速改变对最大正应力和剪应力的影响;不同连杆轴颈油孔结构对曲轴疲劳强度的影响。进行的疲劳强度试验验证结果表明：通过对轴颈圆角半径等局部结构参数的合理选择,可以提高曲轴可靠性。     

采用缺口件等效与渐进插值法预测构件疲劳极限

以发动机曲轴为例,以等效椭圆孔板长轴长度、短轴长度及均布载荷为变量,采用拟合方法使等效椭圆孔板的应力集中处应力场与曲轴受载荷时应力集中处的应力场尽可能一致,将曲轴应力集中等效为标准椭圆孔缺口件.通过等效处理,曲轴疲劳极限载荷的求解问题可以转换为椭圆孔缺口件的疲劳极限求解问题,结合已有曲轴的疲劳强度试验数据得出该曲轴材料的特征尺寸,采用渐进插值法结合短裂纹扩展理论,推导出预测曲轴的疲劳极限载荷.     

发动机曲轴应力影响因素的有限元分析

采用有限单元法研究了内燃机整体曲轴应力状态；讨论了气缸不同发火状态下曲轴内部应力的大小；分析了各缸载荷、主轴承安装误差、连杆轴承载荷的分布形式对曲轴应力的影响；探讨了目前曲轴应力有限元计算中所广泛采用的单拐力学模型的可靠性；并给出了建立曲轴有限元模型的正确方法。     

曲轴强度多体动力学与有限元子模型法仿真

建立以曲轴系为核心的多柔性体动力学仿真系统,曲轴系及气缸体组件模型采用AVL Excite软件进行刚度与质量矩阵装配.在考虑轴承弹性流体动力学特性的条件下得到各轴颈轴心轨迹和油膜压力分布,利用有限元（FEA）子模型方法先求解曲柄臂整体模型的结果并驱动圆角子模型,得到危险工况下圆角精细有限元模型的各处动态应力历程及分布,最终使用高周疲劳应变寿命模型校核了圆角动态疲劳安全系数满足设计要求.对曲轴结构模态和运转条件下扭振响应的计算结果与实验值进行了对比,说明柔性体多体动力学结合有限元子模型方法进行曲轴动态疲劳强度的计算和校核是精度和效率均较高的一种计算方法.     

油膜润滑的发动机曲轴疲劳寿命分析

在Virtual lab中建立某型V8发动机曲轴系统的多体动力学模型,考虑曲轴系统的油膜润滑条件,创建主轴颈处润滑的油膜文件,通过多体动力学仿真计算,得到曲轴在弹性支撑下的载荷历程,并将其作为疲劳寿命分析的输入参数;利用Virtual.Lab的Durability模块对曲轴进行疲劳寿命计算,获得精确的曲轴损伤分布和疲劳寿命。仿真结果表明:通过系统多体动力学仿真能够得到部件准确的载荷情况,考虑油膜润滑真实的反映了曲轴受载情况;曲轴寿命最短处为第一曲拐与第二主轴颈过渡处内侧。     

曲轴有限元分析与优化设计研究

为了更好地研究曲轴在实际工作过程中的动态特性,本文首先建立曲柄连杆机构的多刚体动力学模型,进行动力学分析模拟.由动力学分析结果得到曲轴所受到的各种载荷,根据这些载荷进行曲轴的有限元分析.进而研究曲轴过渡圆角大小对最大应力的影响,在此基础上对单缸曲轴模型进行优化,确定最优的曲轴过渡圆角,探索了基于现代设计手段的曲轴优化设计的基本方法.     

乳化液泵曲轴的设计研究

本文对矿用卧式三柱塞往复乳化液泵曲轴进行了动态优化设计研究。首先对两支承三曲拐整体曲轴进行受力分析,导出了曲轴的疲劳强度和刚度计算公式,在此基础上建立了曲轴优化设计的数学模型,用BASIC语言编制了相应的设计程序,最后对所编程序的结构和使用方法作了介绍,通过对现有乳化液泵曲轴的强度计算和优化设计,验证了所编程序的有效性。     

直齿轮啮合疲劳强度的有限元仿真与失效分析

齿轮啮合疲劳强度的理论计算和虚拟仿真均与实际啮合情况存在偏差,两者的精度值得讨论.首先在UG环境下建立标准渐开线直齿轮模型,再运用UG有限元工具对轮齿进行了齿根弯曲疲劳强度与齿面接触疲劳强度的力学仿真,最后对虚拟仿真与理论算法的结果进行了比较分析.结果表明:齿根弯曲应力和齿面接触应力分布图符合理论推断,但理论计算忽略了轮齿受到的径向压应力,有限元仿真的边界载荷条件更为真实,但结果应当引入载荷因数K.本文在同一软件环境中实现了齿轮的CAD与CAE,为齿轮的建模、仿真提供了设计参考与误差分析的思路,有助于提高齿轮设计的效率和质量.     

基于SolidWorks的剪切机曲轴强度分析

曲轴强度分析是剪切机设计的一个关键环节,直接决定了剪切机工作性能。针对传统曲轴校核经验算法计算过程繁琐,存在着大量的假设,与实际曲轴工作条件相比存在较大误差问题,为了符合实际情况的曲轴校核,增强剪切机的可靠性,处理曲轴几何形状、边界条件、作用载荷等影响因素,对曲轴进行了基于SolidWorks三维实体建模,对整根曲轴采取了有限元法计算曲轴的应力,并对曲轴强度进行了校核。得出结论,曲轴所受的实际最大应力并非在曲轴与连杆接触面的中间处,而是在齿轮与轴结合面的轴间处。     

曲轴系多柔体动力学仿真分析

使用LMS Virtual.lab软件建立曲轴系多体系统动力学仿真模型,对曲轴系进行刚柔耦合多体动力学仿真,得到周期内曲轴系的动态载荷,为研究主轴承液体动力润滑提供边界条件,并根据仿真过程中的应力分布规律找出曲轴受力的危险部位,为曲轴的优化设计提供参考.     

发动机曲轴动力学仿真研究

探讨了结合有限元分析软件ANSYS和多体系统动力学分析软件。ADAMS对曲轴进行动力学仿真的方法．运用ANSYS建立某军用V8柴油机曲轴的有限元模型，结合ADAMS建立了包括曲轴柔性体以及随曲轴一起转动的零件刚性体在内的发动机曲轴系的多体系统动力学模型，得到了关键构件的运动及载荷变化曲线，为更深入的分析曲轴系动态响应奠定了基础．     

一种基于SSI的齿轮可靠性评估模型

本文首先从理论和统计分析两个方面推导出了齿轮的轮齿疲劳载荷应力和疲劳强度极限所服从的对数正态分布模型，应用泛应力与强度干涉理论(SSI：Stress-Strength Intervene)及齿轮轮齿疲劳载荷应力和疲劳强度极限所服从的模型，建立了一种齿轮的轮齿疲劳强度失效的可靠性评估模型，然后根据所建立的模型和非电子产品的可靠性理论，推导出了相关的故障概率密度函数和不可靠度的函数，分析了齿轮在疲劳强度失效方面的一些有关可靠性的特性。     

用有限元法对螺栓联接进行抗疲劳设计

分析复杂复螺栓联接工作载荷的分配,并对某气缸盖螺栓进行抗疲劳设计。方法通过对螺栓预紧力的温度法模拟,用有限元法计算螺栓拉力增量,根据疲劳强度理论对螺栓进行校核。结果获得了螺栓的拉力增量△Ｑ值,经校核,原设计满足疲劳强度条件,结论运用有限元法可以方便经济地计算出复杂螺栓联接的拉力增量,以此可直接对其进行抗疲劳设计。     

D-Markov模型在疲劳裂纹扩展模式识别中的应用

研究曲轴在交变载荷作用下,疲劳裂纹扩展的阶段性,以及裂纹扩展阶段内隐含的一些内部模式的演变,对曲轴疲劳试验过程中谐振台架的振动加速度进行了测录,并应用基于D-Markov模型的异常检测算法对这一监测信号进行分析,计算了其在各个时间段中的异常度曲线,与曲轴疲劳裂纹扩展速率曲线进行了对比,分析了D-Markov模型对裂纹扩展模式的识别能力.结果表明,基于D-Markov模型的异常检测算法对曲轴疲劳裂纹扩展内部模式的演变有一定的预测能力,如果能针对系统的某种可测量信号建立一种识别方法,对发动机工作过程中零部件裂纹扩展的演变模式进行动态、实时的监视和预测,则可以为预防破坏性疲劳失效事故的发生和科学合理地制定维修计划提供参考依据.     

基于柴油机考核工况的曲轴疲劳耐久性模拟试验方法

针对曲轴耐久性试验周期长、费用高等问题,提出一种基于柴油机台架考核试验的曲轴疲劳耐久性模拟试验方法.该方法使用有限元瞬态分析计算获得曲轴在4种主要考核工况下的应力时间历程,按不同工况考核时间比例编制了疲劳载荷谱,根据疲劳损伤累积理论计算出曲轴可持续工作时间,并提出了耐久性评价方法.以某曲轴为例,叙述了模拟试验方法的应用过程.应用结果表明,该方法可以对曲轴考核工况的耐久性进行模拟,也可用于曲轴设计时的疲劳寿命预测.     

小水线面双体船连接桥结构疲劳强度试验

针对小水线面双体船连接桥部位应力集中严重,疲劳强度问题突出现象.以某型小水线面双体船为例,通过全船有限元计算方法,确定了疲劳问题严重的连接桥结构部位,设计了实尺度疲劳试验模型.通过疲劳试验获得了典型载荷工况下的疲劳寿命值,采用极大似然法绘制S-N曲线.在此基础上对船体典型节点部位进行疲劳强度评估,并与规范校核结果进行比较.评估结果表明,采用试验所得S-N曲线计算时所得疲劳寿命较大.试验结果对小水线面双体船的结构设计具一定的借鉴意义.     

小水线面双体船疲劳强度评估的简化方法

从载荷计算、结构应力计算、累计损伤计算等方面研究了适合于小水线面双体船疲劳强度评估的简化方法,并以某小水线面双体船为例进行了双体船疲劳强度评估简化方法的分析。结果表明,与横浪状态相比,迎浪和斜浪状态下的累积损伤较小,可以忽略。文中所述的简化方法对小水线面双体船的疲劳评估具有很好的应用性,所得结论对小水线面双体船的疲劳评估具有参考意义。