某型内燃机连杆的可靠性分析

发布时间：2017-08-20 00:28

  本文关键词：某型内燃机连杆的可靠性分析

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【摘要】：作为内燃机的核心构件之一,连杆的结构形状和荷载状况都很复杂,其可靠性和寿命在很大程度上影响着柴油机的可靠性和寿命。随着内燃机向高功率密度发展,对连杆的可靠性有了更高要求。随着软件技术的发展,有限元软件在结构设计及优化过程中得到广泛应用。本文以某厂生产的内燃机连杆为研究对象,用有限元法对其进行可靠性分析。对连杆杆身、连杆螺栓以及连杆端盖等部件进行了受力分析,根据连杆的实际工况建立有限元模型。对连杆进行了线性和非线性屈曲分析,以获取惯性荷载时在最大压工况条件下连杆所能承受的载荷临界值及F-S关系曲线,对屈曲是否为连杆失效的原因进行了判断。为了评估连杆的疲劳可靠性,应用GOODMAN法对连杆进行了多工况条件下的疲劳性能分析,并选取了一些典型预紧力值进行了进一步分析。发现在一定范围内,随连杆螺栓预紧力的增大,连杆疲劳安全系数有逐渐减少的趋势。基于厂商对连杆制造提出的要求,研究了装配误差对连杆疲劳性能的影响,探寻了连杆大头和曲柄销二者轴线不平行(重合)时对连杆应力/应变场的影响,给出二者之间角度和疲劳寿命之间的关系。综合上述分析,对连杆的生产控制给出了参考意见,对企业的生产有一定指导意义。
【关键词】：连杆 有限元 疲劳强度 预紧力 应力场
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK403
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 内燃机连杆国内外研究现状9-12
• 1.2 有限元法的应用12-14
• 1.3 本课题来源、研究内容和研究意义14-17
• 1.3.1 课题来源14-15
• 1.3.2 研究意义15
• 1.3.3 研究思路、研究方法和研究内容15-17
• 第2章 连杆组件的有限元建模17-27
• 2.1 有限元法的基本原理17-20
• 2.2 连杆有限元模型的建立20-23
• 2.2.1 模型处理21-22
• 2.2.2 网格划分22-23
• 2.3 材料的定义23-24
• 2.4 连杆的受力分析及边界条件24-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第3章 发动机连杆的屈曲分析27-33
• 3.1 屈曲理论27
• 3.2 屈曲影响因素27
• 3.3 屈曲分析27-28
• 3.3.1 特征值屈曲27-28
• 3.3.2 非线性屈曲28
• 3.3.3 设定材料缺陷28
• 3.4 结果处理和分析28-32
• 3.4.1 线性/特征值屈曲分析28-30
• 3.4.2 非线性屈曲分析30-32
• 3.5 本章小结32-33
• 第4章 连杆多工况条件下的疲劳分析33-41
• 4.1 疲劳理论33-35
• 4.1.1 疲劳的定义33
• 4.1.2 疲劳强度33-34
• 4.1.3 S-N曲线34-35
• 4.2 计算模型35-36
• 4.3 疲劳分析的步骤36
• 4.4 连杆边界条件36
• 4.5 结果处理和分析36-40
• 4.5.1 连杆的应力分布36-39
• 4.5.2 连杆的疲劳寿命分布39-40
• 4.6 本章小结40-41
• 第5章 连杆螺栓预紧力对连杆疲劳性能的影响41-45
• 5.1 连接螺栓不同预紧力时连杆的疲劳分析41-44
• 5.2 本章小结44-45
• 第6章 连杆组件平行扭曲对连杆性能的影响分析45-52
• 6.1 连杆组件平行扭曲对连杆性能的影响分析45-50
• 6.1.1 有限元模型的建立45
• 6.1.2 曲柄销的旋转角度45-46
• 6.1.3 边界条件的施加46
• 6.1.4 求解及结果分析46-50
• 6.2 本章小结50-52
• 结论52-53
• 参考文献53-57
• 攻读硕士学位期间承担的科研项目与主要成果57-58
• 致谢58

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本文编号：703774