往复泵曲轴疲劳可靠性分析

为提高往复泵的设计水平,基于三柱塞单作用往复泵曲轴实例,通过将曲轴所受各力按相应坐标系分解,并将周期性作用力在时间相离散以及划分为若干计算断面,建立了曲轴疲劳可靠性分析模型。利用已开发的往复泵曲轴强度计算与校核软件计算并导出数据,应用半径矢量法分别求出曲轴各断面应力与疲劳极限的均值及标准偏差,使用联接方程求出各断面的联结系数,详细分析了曲轴模型的疲劳可靠性。通过对一系列实际使用效果良好和失效曲轴的疲劳可靠度进行计算与分析,得出了三柱塞单作用往复泵曲轴疲劳可靠度的合理取值;对于原可靠度过高的曲轴,反求出该曲轴实际能安全可靠承受的最大柱塞力,充分利用原机组的富余能力。往复泵曲轴疲劳可靠性分析具有重要的理论和实际应用价值。     

柴油机曲轴的工作可靠性研究

在柴油机曲轴疲劳强度试验及工况载荷测试的基础上 ,运用概率统计方法 ,得出曲轴疲劳强度与工作载荷的概率分布密度函数 ,进而运用应力 -强度干涉理论对其工作可靠性进行分析 ,结果表明 ,这种方法是可行的     

联合收割机曲轴结构疲劳可靠性设计

以联合收割机曲轴为例,对受弯扭复合载荷下的结构疲劳可靠性设计方法进行探讨,建立了结构尺寸与寿命、可靠度求解模型,为一般机械结构的疲劳可靠性设计提供了依据。对曲轴进行的分析计算表明,进行结构疲劳可靠性设计可大大节省原材料。     

稳态疲劳载荷下曲轴剩余强度模型的试验研究

剩余强度模型是一种能比较直观的反映构件疲劳断裂行为的唯象学描述方法,但对于曲轴这类体积大且结构复杂的构件,往往难以直接对其进行剩余强度试验。针对此,在应用谐振式疲劳试验机对曲轴进行疲劳试验的过程中,通过建立试验台振动模态和试件在裂纹扩展中的力学特性之间的关系,应用动态信息跟踪方法对曲轴的剩余强度模型进行了间接的试验研究。介绍了这种方法的基本原理,分析了其可行性,并结合试验结果讨论了曲轴的剩余强度退化规律的基本特征。     

基于疲劳与磨损的曲轴主动再制造时机选择

为了解决再制造时机不确定问题,从疲劳和磨损两方面研究了曲轴的主动再制造时机。根据疲劳强度冗余因子及最小油膜厚度临界阈值,提出疲劳主动再制造时机与磨损主动再制造时机的概念。运用非线性多体动力学软件AVL-EXCITE,建立了柴油机连杆大头轴承的弹性液体动力润滑仿真计算模型,用于计算轴承的最小油膜厚度,并以Holland法验证模型的可靠性。综合考虑疲劳和磨损主动再制造时机,建立了曲轴主动再制造时机选择流程,以确定曲轴的最佳再制造时机。以某型号柴油机曲轴为例,验证了所提方法的有效性和可行性。     

随机载荷下材料疲劳寿命可靠性分析的智能仿真系统

将疲劳累积损伤看作是非稳态过程,摒弃了能量均匀耗散及线性累积损伤理论假设,采用神经网络技术准确描述其与材料性能、载荷应力间复杂的非线性映射关系,真实描述了材料疲劳损伤过程;建立了疲劳失效动态准则,综合考虑了材料疲劳性能及载荷的随机性,能够正确反映两者的个体性能及相互关系。并运用离散事件仿真原因,构造了材料疲劳可靠性分析的智能仿真系统,用以准确地进行疲劳可靠性分析。经正火35钢随机载荷疲劳试验验证,其可靠性分析精度较高。     

基于ANSYS-FATIGUE的曲轴疲劳寿命计算

基于有限元通用软件ANSYS的疲劳寿命分析方法,运用ANSYS的FATIGUE模块,将有限元方法和疲劳寿命分析理论相结合,对往复泵曲轴进行三维参数化建模,并编制APDL命令流,建立疲劳分析文件对往复泵曲轴进行累积损伤系数计算,计算曲轴的疲劳寿命为26年.并对机组进行扩容10%、15%后,计算出曲轴的疲劳寿命分别为年18年和14.7年.     

基于变幅小载荷下的曲轴疲劳寿命预测分析

通过ABAQUS对曲轴模型进行有限元分析,得到局部最大时间应力载荷谱.运用雨流计数法对载荷谱进行处理,得到各应力幅值下的循环数.采用修正Corten-Dolan累积损伤理论,结合变幅载荷的应力幅值对曲轴进行疲劳寿命预测.通过分析,低于疲劳极限的应力会对曲轴产生强化作用,影响曲轴的疲劳寿命.     

随机应力循环下结构疲劳寿命和可靠性的计算

将以往对应力循环二维分布特性的研究转化为对一次应力损伤一维分布特性的研究,基于应力损伤的Ｍａｒｋｏｖ性,研究了一次应力损伤服从指数分布时就总损伤的分布规律,给了了结构疲劳寿命和可靠性的计算方法,文末给出了本文方法在３００ｔ转炉倾动机构疲劳设计中的应用。     

随机载荷作用下结构低周疲劳可靠性研究

将影响结构低周疲劳寿命的不确定因素视为随机变量,基于可靠性分析理论,从概率论和数理统计的角度出发对随机载荷作用下的结构低周疲劳进行了可靠性分析.利用Neuber法得到低周疲劳结构的随机应力和应变响应.将随机载荷作用下的结构低周疲劳表示为材料参数、结构尺寸、载荷等随机变量的函数,并推导出了功能函数对随机变量偏导的表达式.算例显示了该方法的有效性和适用性.     

运用APDL的柴油机曲轴可靠性分析

采用APDL技术完成曲轴的整体三维参数化建模,并将其结构分析能力与PDS模块的统计分析能力相结合,根据有限元分析技术和可靠性的基本原理,采用蒙特卡罗有限元法实现可靠性分析.以4110型柴油机曲轴为例,将参数化设计引入到有限元结构分析中,实现结构参数快速调整,自动生成分析模型并完成结构分析、可靠性分析过程,详尽叙述了实现曲轴可靠性分析的流程.根据分析结果得到设计变量与目标变量的灵敏度关系,同时给出危险部位的最大应力概率分布函数及目标变量的主要影响因素,为结构可靠性优化设计提供有用数据.     

基于ANSYS的R6105柴油机曲轴的模态分析

曲轴是内燃机的重要零部件,它对内燃机的动态特性有很大的影响.对R6105型柴油机的曲轴使用SolidWorks2007建立简化模型,并使用ANSYS有限元分析软件,对曲轴进行模态分析,查看其固有频率并分析计算了曲轴的前8阶非零振型,为曲轴的优化设计和动力学分析提供铱据.     

柴油机曲轴的再制造尺寸修复研究

修理尺寸法是以机械加工为主要手段的一种零部件修复方法.通过两种方法确定修复尺寸,对曲轴损伤部位进行适当的机械加工,通过尺寸的改变来恢复其正确的几何形状、精度或配合关系,而继续使用.     

基于刚柔耦合多体系统的发动机曲轴疲劳分析

在LMS(Leuven Measurement&System)中建立某型V8发动机曲轴系统的多体动力学模型,通过刚柔耦合动力学计算,得到部件的模态参与因子,将模态参与因子与模态进行线性叠加,得到部件的载荷历程,并将其作为疲劳分析的输入数据;利用LMS.Virtual.Lab的Durability模块对曲轴进行有限元疲劳分析,获得精确的曲轴疲劳寿命值和损伤分布.结论是:通过系统多柔体动力学仿真可以得到各阶模态参与因子的时间历程曲线和部件的载荷历程,同时保证了模态参与因子与有限元模型匹配;曲轴集中应力最大且寿命最短处为轴颈与曲柄的过渡圆角处.     

基于有限元法的柴油机连杆强度分析研究

采用有限元接触分析的方法,利用ANSYS有限元分析软件对某型柴油机连杆进行了疲劳强度分析。根据连杆的实际工作状况,建立了按多体接触的三维模型,模拟了连杆零部件之间的接触;根据连杆的受载情况,分别就连杆承受的最大压力和最大拉力两种工况计算了连杆工作载荷,并利用APDL语言编程,将载荷以油膜压力分布的方式施加到连杆的轴瓦和衬套上。通过有限元的方法,基于接触理论对连杆进行了结构强度计算分析。实践证明,该方法能有效地指导连杆的设计工作。     

增压汽油机曲轴疲劳强度优化设计

针对在某1.4L发动机基础上开发1.4L增压发动机需要更高强度曲轴的问题,对原机型曲轴进行了优化设计以满足增压发动机设计需求.在材料方面用更高强度的锻钢代替了球墨铸铁;在工艺方面将曲轴圆角滚压压力由6000N提高到了7000 N;在结构方面优化了曲轴平衡重结构,达到了减重增强的效果,使优化后曲轴重量比原曲轴轻了0.04 kg.基于GME L-6C-1试验标准,通过曲轴弯曲疲劳试验的对比验证,优化后曲轴疲劳强度从645 N·m提高到801 N·m,提高了24％.研究结果表明,优化设计后的曲轴完全满足1.4L增压发动机的要求.     

柴油机清洁度与可靠性问题浅析

笔者通过对柴油机检修、组装、试验过程中的清洁度分析,得出预防柴油机碾瓦事故的有效措施是提高柴油机在检修过程中的清洁度,这是确保柴油机检修质量必须加以控制的项目。     

Analysis of torsional crankshaft oscillations in a diesel engine on the basis of cylinder-block vibration

Torsional crankshaft oscillations in the diesel engine of an automobile are studied experimentally. Their relation to the cylinder-block vibration is considered. It is established that the vibrations appearing not only at the resonant harmonic but at higher frequencies are due to torsional crankshaft oscillations, which produce impacts in the crankshaft’s slip bearings.     

柴油机曲轴危险工况的确定及其静强度分析

利用MSC．Patran＆Nastran对柴油机曲轴整体进行三维实体建模、网格划分和静强度有限元分析。采用弹簧单元模拟主轴承支承，使计算模型更接近实际情况。在确定曲轴危险工况时考虑了弯扭的联合作用，以有限元结果为依据，提出了一种更准确地确定曲轴危险工况的方法，证明了曲轴最危险工况并非发生在再进气的上止点或曲柄销受气体力最大时。最后采用了等效应力法对曲轴进行了疲劳强度安全系数校核。     

Measurement and analysis of angular velocity variations of twelve-cylinder diesel engine crankshaft

This paper presents the procedures for measuring and analyzing the angular velocity variation of twelve-cylinder diesel engine crankshaft on its free end and on the power-output end. In addition, the paper deals with important aspects of the measurement of crankshaft torsional oscillations. The method is based on digital encoders placed at two distances, and one of them is a sensor not inserted directly on the shaft, i.e. a non-contact method with a toothed disc is used. The principle based on toothed disc is also used to measure the actual camshaft angular velocity of in-line compact high-pressure pump the engine is equipped with, and this paper aims to demonstrate the possibility of measuring the actual angular velocity of any rotating shaft in the engine, on which it is physically possible to mount a toothed disc. The method was created completely independently during long-range development and research tests of V46 family engines. This method is specific for its particular adaptability for use on larger engines with extensive vibrations and torsional oscillations. The main purpose of this paper is a practical contribution to all the more interesting research of the use of engine crankshaft angular velocity as a diagnostic tool for identifying the engine irregular running.