柴油机曲轴的多轴高周疲劳寿命估算

针对某V型八缸柴油机曲轴,首先对曲柄连杆机构进行多体系统动力学仿真,得到曲轴连杆颈载荷随时间的变化关系;然后建立曲轴有限元模型,施加随时间变化的载荷边界条件进行瞬态动力学分析,得到危险点的应力时间历程;分别采用适用于多轴高周疲劳的基于等效应力的Basquin公式和基于临界面法的McDiarmid模型对该曲轴进行多轴疲劳寿命估算。结果表明基于临界面法McDiarmid模型的计算更合理。

基于多轴疲劳理论的曲轴结构等效疲劳研究

采用有限元法,对曲轴进行弯矩载荷作用下的应力分析,并应用坐标变换法对应力集中区域内的应力状态进行分析,确定曲轴的临界平面位置和疲劳损伤的类型。在此基础上选择合适的多轴疲劳损伤模型对由同种材料、不同结构的曲轴的疲劳极限载荷进行预测。预测与试验结果对比表明:传统的名义应力法在预测同种材料、且圆角半径相同的曲轴疲劳极限载荷时具有较高的准确度,但是在预测不同圆角的曲轴的疲劳极限载荷时,误差较大;而采用经典的KBM多轴疲劳损伤模型,能有效准确地预测不同圆角的曲轴的疲劳极限载荷。

平面曲柄滑块机构的优化设计

本文建立了巳知行程速比系数和行程的平面曲柄滑块机构、以传动质量为优化目标的优化设计数学模型。采用内外点惩罚函数法进行优化计算 ,用fortran语言编程。

六缸曲轴动平衡理论的研究

根据旋转刚体双面平衡原理和一般六缸曲轴常用的动平衡方法,对六缸曲轴动平衡问题进行了理论分析,并建立了一种实用的去重模型。经过实验,证明该方法正确可行,且去重效果理想。

包缝机的曲轴平衡

针对目前包缝机曲轴所存在的振动问题,从平衡的角度出发进行减振研究。利用Pro/Engineer软件技术建立曲轴的三维实体模型,并对模型进行平衡计算与分析;通过曲柄臂的去重设计,对曲轴进行多面平衡校正,以满足包缝机曲轴平衡精度的要求,从而达到减振降噪的目的。

基于改进多轴疲劳模型的曲轴疲劳研究

为研究曲轴弯曲疲劳特性,将McDiarmid多轴疲劳模型应用到曲轴弯矩疲劳极限载荷预测当中。首先开展了曲轴在弯矩载荷作用下的应力状态分析,确定了该类疲劳属于多轴疲劳;其次利用了坐标变换法,获得了临界平面内的坐标以及剪切应力与法向应力值;最后对一款曲轴在疲劳极限载荷作用下的应力应变状态进行了分析,获得了极限应力值,对同种材料、结构不同的另一款曲轴的疲劳极限载荷进行了预测,并对预测结果进行了试验验证。研究结果表明:传统的McDiarmid多轴疲劳模型在预测曲轴疲劳极限载荷时有时会导致较大误差,而经过应力比修正后的模型具有更高的预测精度,更适合在实际工程当中应用。