V型柴油机机体结构强度有限元计算分析

发布时间：2023-03-23 21:11

　　近些年船舶柴油机朝着高爆发压力发展,高爆压无疑增加了柴油机的机械负荷,对柴油机机体结构强度和可靠性提出了更高的要求。随着计算力学的快速发展,衍生出的有限元法能够在产品开发阶段就对柴油机结构强度进行计算分析,所以有限元计算分析对柴油机产品开发具有重要意义。本文研究对象是一台16缸V型船用四冲程柴油机机体,在产品前期设计开发阶段,非常有必要对机体结构强度进行详尽的计算评估分析,找出结构设计中可能存在的问题并进行优化,缩短柴油机开发周期。故本文主要进行了以下几方面的研究工作:运用动力学计算相关理论对柴油机工作时的机械负荷进行了求解,为机体静强度分析提供准确度载荷边界条件;建立有限元计算模型,选取了预紧工况和爆发工况对机体进行了静强度计算,计算出对应工况下机体的应力和应变;基于静力学分析结果利用疲劳寿命分析软件FE-SAFE对柴油机机体进行了疲劳寿命分析计算,计算出整个机体的安全系数分布;进行振动模态分析,计算出了机体固有频率和振型,分析机体刚度相对薄弱的位置。静力学计算结果表明,机体缸盖螺栓孔、主轴承螺纹孔和工艺圆角出现不同程度的应力集中,但Mises应力均未超过材料屈服极限,可以满足强度要...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 论文研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本课题主要研究内容
2 计算分析理论
    2.1 有限元法理论基础
    2.2 模态分析理论基础
    2.3 四大强度理论基础
    2.4 机械疲劳寿命计算理论
3 柴油机机体工作载荷计算
    3.1 预紧载荷的计算
    3.2 周期性载荷分析计算
    3.3 本章小结
4 机体应力应变分析
    4.1 机体有限元模型
    4.2 机体有限元计算条件的定义
    4.3 预紧工况计算结果及分析
    4.4 爆发工况计算结果及分析
    4.5 本章小结
5 机体的机械疲劳分析
    5.1 机体疲劳分析方法
    5.2 疲劳计算结果及分析
    5.3 本章小结
6 柴油机机体模态分析
    6.1 机体模态分析模型及算法
    6.2 机体自由模态计算结果及分析
    6.3 机体约束模态计算结果及其分析
    6.4 机体结构优化
    6.5 本章小结
7 总作总结及展望
    7.1 工作总结
    7.2 工作展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3768759