机体—主轴承盖微动疲劳损伤及其改进措施

发布时间：2017-10-08 21:05

  本文关键词：机体—主轴承盖微动疲劳损伤及其改进措施

  更多相关文章： 机体 微动疲劳 有限元 疲劳参数法 改进措施

【摘要】：微动疲劳容易引起部件疲劳寿命的减小，从而产生不可预料的事故。机体作为发动机中主要的的零部件，工作环境往往复杂而且恶劣，很容易发生微动疲劳损伤。本文针对某V6大功率柴油发动机在工作过程中产生的机体横隔板微动疲劳断裂失效现象，展开一系列微动疲劳损伤及改善的研究工作。 首先针对机体-主轴承盖接触模型进行有限元计算，分析接触模型中各部件受力、变形以及接触面各接触特征，判断出机体横隔板的失效形式，再选定适用于本研究的疲劳破坏参数法，最后参照微动疲劳中的各主要影响因素以及该机体的具体工作状况提出若干改进措施，并使用所选参数法对其改善效果加以验证，，得到十二条有效的改进意见。文章所得出的十二条改进意见对生产实践有相当的实用价值，并且全文所用的一整套关于计算、分析、判断、改进及验证的方法和流程对以后的微动疲劳研究及微动损伤防护研究具有相当程度的参考价值。主要工作包括： 1.使用Pro/E建立了机体-主轴承盖实体接触模型，采用ANSA使用局部网格细化、分区域划分的方法建立了接触模型的有限元模型。选择了五种不同网格大小对机体和主轴承盖上的接触面进行细化，证明了细化单元长度为0.2mm的模型具有较好的网格独立性。 2.针对预紧工况和爆发工况下的机体-主轴承盖接触模型进行了静力学分析，分析了各部件上的应力及位移分布情况。对机体上接触面的接触状态、接触压力和接触摩擦力做出分析，分析了可能存在的原因。 3.总结了微动疲劳和普通疲劳以及普通磨损和微动磨损的区别，判断出该疲劳损伤为微动疲劳损伤。根据微动疲劳失效机理知识，分析了机体-主轴承盖支撑面结构失效的机理。 4.使用初步选定的五种用于计算微动疲劳损伤的参数方法对机体接触面微动裂纹产生位置进行预测，选定RUIZ综合参数法作为机体接触面微动疲劳评判准则。 5.参考微动疲劳的关键影响因素，结合所研究机体的实际情况提出了若干改进意见，并使用RUIZ综合参数法对其进行验证，最终确定了十二条有效改进措施。
【关键词】：机体 微动疲劳 有限元 疲劳参数法 改进措施
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK401
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 绪论11-19
• 1.1 本文研究背景、目的及意义11-12
• 1.2 微动疲劳及其危害12-14
• 1.2.1 微动疲劳的基本概念12-13
• 1.2.2 微动疲劳的危害性13-14
• 1.3 国内外研究现状、发展状态14-17
• 1.3.1 国外研究现状、发展动态15-16
• 1.3.2 国内研究现状、发展动态16-17
• 1.4 主要研究思路和内容17-19
• 1.4.1 学术构想与思路17
• 1.4.2 主要研究内容17-19
• 2 有限元模型的建立及网格无关性19-29
• 2.1 机体-主轴承盖实体模型建立19
• 2.2 机体-主轴承盖有限元前处理19-26
• 2.2.1 有限元建模的步骤19-21
• 2.2.2 有限元建模的具体过程21-26
• 2.3 模型网格无关性分析26-29
• 3 静力学、接触面接触特征及失效机理分析29-52
• 3.1 机体-主轴承盖接触模型静力学分析29-40
• 3.1.1 预紧工况下接触模型静力学分析29-34
• 3.1.2 爆发工况下接触模型静力学分析34-39
• 3.1.3 机体-主轴承盖应力和位移分析39-40
• 3.2 机体与主轴承盖接触面的接触特征分析40-46
• 3.2.1 接触面的接触状态分析41-43
• 3.2.2 接触面的接触压力分析43-44
• 3.2.3 接触面的接触摩擦力分析44-46
• 3.2.4 小结46
• 3.3 机体-主轴承盖失效机理研究46-52
• 3.3.1 微动失效中的力学研究46-47
• 3.3.2 微动疲劳和普通疲劳47-49
• 3.3.3 微动磨损及其判定标准49
• 3.3.4 机体-主轴承盖支撑面结构失效形式判定及机理分析49-51
• 3.3.5 小结51-52
• 4 结构失效仿真分析方法选定52-57
• 4.1 临界面疲劳参数法及综合参数法介绍52-53
• 4.1.1 临界面疲劳参数法52-53
• 4.1.2 综合参数法53
• 4.2 疲劳参数法的确定53-57
• 4.2.1 临界面疲劳参数法预测结果分析53-56
• 4.2.2 综合参数法预测结果分析56
• 4.2.3 微动疲劳破环参数法的确定56-57
• 5 机体-主轴承盖微动疲劳影响因素及改进措施57-82
• 5.1 微动疲劳中的主要影响因素57-58
• 5.2 改进措施对微动损伤的改善作用58-81
• 5.2.1 主轴承盖螺栓预紧力对改善微动损伤的作用59-60
• 5.2.2 主轴承盖螺栓直径对改善微动损伤的作用60-61
• 5.2.3 加装减磨垫对改善微动损伤的作用61-64
• 5.2.4 机体主轴承座孔加强筋厚度对改善微动损伤的作用64-66
• 5.2.5 机体侧板加强筋高度对改善微动损伤的作用66-68
• 5.2.6 主轴承盖底面圆弧半径对改善微动损伤的作用68-70
• 5.2.7 主轴承盖接触面板高度对改善微动损伤的作用70-72
• 5.2.8 主轴承盖座孔加强筋厚度对改善微动损伤的作用72-73
• 5.2.9 主轴承盖二道筋厚度对改善微动损伤的作用73-75
• 5.2.10 机体接触面板厚度对改善微动损伤的作用75-77
• 5.2.11 主轴承盖侧板加强筋厚度对改善微动损伤的作用77-79
• 5.2.12 主轴承盖面板厚度对改善微动损伤的作用79-81
• 5.3 小结81-82
• 6 总结与展望82-85
• 6.1 总结82-83
• 6.2 展望83-85
• 参考文献85-89
• 攻读硕士期间发表的论文及取得的研究成果89-90
• 致谢90

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王思明;文鉴恒;杜海若;许明恒;;变桨轴承微动磨损分析与沟道参数确定[J];轴承;2010年06期

2 王以元,王步瀛;应用局部应力-应变法的微动疲劳寿命估算[J];航空学报;1990年04期

3 杨瑞军;陈季萍;;微动损伤与疲劳对管螺纹密封性的影响分析[J];机械设计与制造;2010年10期

4 陶峰,张险峰,欧阳祖行;螺纹联接件的微动损伤研究[J];机械强度;2000年02期

5 陶峰,欧阳祖行,刘正埙;微动疲劳寿命的估算方法研究[J];机械设计与制造工程;2001年06期

6 李欢;郭然;;螺栓紧固铝板的微动疲劳寿命分析[J];科学技术与工程;2008年22期

7 王永;孙伟;;多轴低周疲劳寿命预测方法研究[J];兰州工业高等专科学校学报;2008年02期

8 刘伟,何庆复,陈善忠;热喷涂层抗车轴微动疲劳的研究[J];摩擦学学报;1999年03期

9 周仲荣,罗唯力,刘家浚;微动摩擦学的发展现状与趋势[J];摩擦学学报;1997年03期

10 戴振东,杨生荣,王珉,薛群基;微动磨损的热力学研究[J];南京航空航天大学学报;2000年02期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 杨广雪;高速列车车轴旋转弯曲作用下微动疲劳损伤研究[D];北京交通大学;2011年

2 彭金方;几种金属材料弯曲微动疲劳试验研究[D];西南交通大学;2012年

本文编号：996225