含裂纹的曲轴-轴承系统动力学、摩擦学和断裂力学耦合分析

以动力学分析软件ADAMS和有限元分析软件ANSSYS为工具,与自编润滑分析程序相结合,研究具有裂纹的曲轴-轴承系统动力学、摩擦学和断裂力学耦合问题。裂纹扩展深度是曲轴动力学响应的慢变参数,采用插值法对耦合问题进行解耦,并提出了"等效直径法"建立具有裂纹的弹性曲轴有限元模型,从而解决利用ADAMS软件求解具有裂纹的弹性曲轴-轴承系统动力学和摩擦学耦合问题。研究结果表明:随着裂纹深度的增加,裂纹附近主轴承的最大油膜压力和最小油膜厚度减小,轴颈中心径向振动响应振幅增大,曲轴裂纹的等效应力强度因子最大值也随之增大。

具有裂纹的曲轴-轴承系统动力学与摩擦学耦合分析

以实测示功图为计算依据,以4缸柴油机的曲轴-轴承系统为研究对象,应用动力学仿真软件ADAMS耦合分析了具有裂纹的曲轴-轴承系统动力学行为和摩擦学特性,提出了"等效直径法"建立具有不同深度裂纹的弹性曲轴有限元模型.由于裂纹的扩展是曲轴动力学响应的慢变参数,从启裂到曲轴断裂采用线性插值法,分别建立具有不同深度裂纹的曲轴-轴承系统动力学和摩擦学耦合分析ADAMS模型并求解.结果表明,裂纹对其附近的曲轴轴承的动力学和摩擦学性能影响较大,随着裂纹深度的增加,裂纹附近的主轴承反力、最大油膜压力峰值和最小油膜厚度均减小,但曲轴轴颈中心径向振动响应振幅增加.