基于金属磁记忆理论的曲轴剩余寿命预测方法研究

发布时间：2021-03-08 23:14

　　随着国家大力发展循环经济,以优质、高效、节能、环保为目标的再制造工程日渐兴起,船用柴油机是典型的可再制造产品,而曲轴是柴油机中的核心部件,所以曲轴的再制造对柴油机再制造产业的发展具有指重要意义。为体现曲轴再制造是否有价值,服役曲轴的剩余寿命预测成为曲轴再制造过程中的最重要环节。因此,本文主要对曲轴剩余寿命预测开展方法研究,并基于金属磁记忆理论提出一种新的曲轴剩余寿命预测方法,主要研究内容如下:（1）通过对疲劳损伤理论研究,为曲轴疲劳分析奠定理论基础,通过对船用柴油机曲轴进行工况和常见疲劳损伤形式分析,确定曲轴有限元分析时的相关边界条件,即施加载荷大小和约束方式,从而准确确定柴油机曲轴在工作过程中容易产生疲劳损坏的部位,减少曲轴检测成本,并借助有限元分析得到不同频率疲劳拉伸下的循环次数-集中应力曲线。（2）研究磁机械效应的基本物理原理,通过对磁畴结构、磁化与磁滞现象、磁致伸缩和晶体各向异性的研究,从宏观和微观上分析金属磁记忆产生的原因,为本文利用金属磁记忆方法预测曲轴剩余寿命奠定了坚实的理论基础。（3）研究磁-应力之间关系、磁场强度空间分布和磁体磁场强度分布规律,提出铁磁物质应力集中处漏... 

【文章来源】：江苏科技大学江苏省

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

论文组织结构

分析柴油机曲轴受力方式和损坏形式，建立其在进行有限元分疲劳分析时的边界条件，从而更加准确的获得柴油机曲轴有限元疲劳分析结果，促进了曲轴剩余寿命预测的准确性的进一步提高。本章主要研究内容概要如图2.1所示。图 2.1 本章组织结构图Fig.2.1 Organization of the Chapter 22.1 疲劳累积损伤理论在疲劳损伤领域中，正确的预测寿命，需要选定合适的理论寿命设计方法，建立正确的平价损伤模型。通过间接测量得到疲劳损伤时，其常用的损伤变量有剩余强度、剩余刚度、Miner 损伤、循环耗散能、电阻抗、声发射和阻尼系数等。疲劳损伤无论采用哪种定义方式，疲劳累积损伤理论必须定量回答以下三个问题：（1）一个载荷循环之后对材料或者结构造成的损伤多少？（2）疲劳损伤在多个载荷循环之后如何累加的，线性叠加还是非线性累加？（3）失效时临界损伤是多少？Fatemi 和 Yang[37]通过对疲劳损伤累积理论研究与回顾，并根据针对以上三个问题的不同回答，将疲劳损伤理论归纳为以下几类：1.线性

图 2.2 曲轴重要部位编号Fig.2.2 Number of important parts of crankshaft：1——第一主轴颈；2——第二主轴颈；3——第三主轴颈；4——第四主轴颈颈；6——第六主轴颈；7——曲轴臂；8——第七主轴颈；9——第一连杆轴径；轴径；11——第三连杆轴径；12——第四连杆轴径；13——第五连杆轴径；轴径。颈颈主要作用是支撑曲轴，使得曲轴可绕其中心旋转。曲轴加工时作时各主轴颈磨损相对均匀，曲轴中部和两端受力比较大的主轴颈。装配时，主轴颈安装在滑动主轴承上来减少磨损。根据连杆轴径主轴颈可将曲轴分为全支撑曲轴和非全支撑曲轴。全支撑曲轴要求，因此主轴颈所受负荷较小，但它比较长，而非全支撑曲轴特点与轴径轴径是用来安装连杆的轴径。发动机型号不同，其缸数和连杆轴径


本文编号：3071826