发动机连杆结构损伤疲劳寿命预测研究

发布时间：2019-10-16 23:23

【摘要】：针对以某发动机连杆结构研究,对连杆进行疲劳寿命预测有助于加快设计和提高发动机质量。连杆在发动机工作过程中承受复杂的载荷,有必要深入研究发动机运行时连杆的疲劳强度。根据现有损伤模型预测疲劳寿命,对连杆的寿命预测结果的准确性有待提高。根据虚拟载荷谱技术,提出了虚拟区间长度的假设,对Manson损伤模型进行有效改进,并从理论层面证明了疲劳寿命预测结果具有收敛性。研究内容包括虚拟载荷谱、原有加载区间的虚拟等分方法、Manson模型改进及损伤修正、疲劳寿命预测进行仿真。结果为疲劳寿命的预测提供了一种新的求解思路。
【图文】：

ｍｍｍ邋＂邋Ｍ，逦始ｎ，／Ａ＾相对应。逡逑逦邋ｃｙｉ逦３连杆的疲劳寿命预测逡逑／］逦首先根据传统方法计算发动机连杆的疲劳寿命，然后利逡逑ｇ逦ｙ邋／逦用ＣＡＥ工程分析技术，对连杆的疲劳寿命进行仿真分析预逡逑？逦测；最后基于区间长度的虚拟等分模型方法（改进的Ｍａｎｓ0ｎ逡逑一’逦模型），进行疲劳寿命计算，根据三种计算结果来验证ＶＩＬＤ逡逑＾＾N’二ｖ邋Ｊ逦－邋Ｍａｎｓｏｎ模型的疲劳损伤演化方法的正确性。图３是实测逡逑采集到一段连杆所受的载荷谱，由于实验条件及人工成本等逡逑图２非线性损伤累积逦因素的影响，不可能使得疲劳加载工作载荷的等级数无限增逡逑力卩，故试验室对于物理样机疲劳加载实验一般为Ｐ邋＝邋８邋￣邋１４。逡逑命水平的非线性损伤曲线实现线性化。因此，基准寿命水平逦表Ｉ为寿命计算载荷谱。逡逑的损伤函数可以被简化为一条直线，即逡逑Ｎｏｎ－Ｃｏｎｓｔａｎｔ邋Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ邋Ｌｏａｄ逡逑Ｈｉｓｔｏｒｙ邋Ｄａｔａ逡逑ｔａｎ邋－ｉ逦逡逑图３作用于发动机连杆的载荷历程逡逑表１试验载荷谱逡逑应力级别Ｐ１２３４５６７８逦９逡逑应力水平逦３３２逦３００逦２７０逦２４０逦２１０逦１８０逦１５０逦１２０逦９０逡逑频数邋ｎ逦３逦９逦１７逦２６逦３４逦４３逦５２逦６０逦６９逡逑相对频率邋０．００９５逦０．０２８７５逦０．０５４３逦０．０８３逦０．１０８６逦０．１３７３逦０．邋１６６逦０．１９１７逦０．２２０４逡逑应力比逦１逦０．９０３６逦０．８１３３逦０．７２２９逦０．６３２５逦０．５４２２逦０．４５１８逦０．３６１４逦０．２７１１逡逑应力寿命逦６．４２２ｅ＋４逦９

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【作者单位】： 湖南大学机械与运载工程学院;
【基金】：国家自然科学基金项目(51375154)
【分类号】：O346.2

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本文编号：2550237