電子散斑干涉技術(shù)在柴油機零件強度分析中的應用.pdf

1、柴油機具有高效率、輸出功率大等特點，廣泛運用于船舶主動力推進、輔機發(fā)電及小型電站主機等。柴油機的許多零件是在高溫、高壓、高應力的苛刻條件下工作。隨著柴油機的機械負荷和熱負荷的提高以及新型智能化柴油機的問世，其關(guān)鍵零部件的可靠性設(shè)計要求也越來越高，為此，利用實驗應力分析方法進行其強度分析是十分必要的。 電子散斑干涉（Electronic Speckle Pattern Interferometry,簡稱ESPI）技術(shù)是基于光學計量

2、技術(shù)的一種非接觸、全場的、高靈敏、用于測量物體表面位移的技術(shù)。運用ESPI可以直接顯示柴油機零件在外力作用下的反映三維位移場的干涉條紋，方法直觀準確，利用計算機進行圖像信號采集并可實現(xiàn)數(shù)字化處理，也可以將測量的結(jié)果作為有限元計算的邊界條件,使有限元計算更精確而科學。運用ESPI技術(shù)可對柴油機各種零件進行強度分析，以確?？煽啃约斑M行優(yōu)化設(shè)計。本文在ESPI技術(shù)的應用上作了如下有一定創(chuàng)意的研究工作： （1）將ESPI技術(shù)推廣到透明

3、物體結(jié)構(gòu)分析上，設(shè)計了透明柴油機零件模型（有機玻璃）和用ESPI技術(shù)實現(xiàn)全息光彈測量應力等和線的實驗光路，并加上時間相移實現(xiàn)條紋數(shù)字化，對受力圓盤模型進行應力分析，得到應力等和線條紋和材料fp值，拓寬ESPI技術(shù)的功能和應用范圍。 （2）設(shè)計了透明傳動齒輪模型及其加載機構(gòu)，利用設(shè)計的時間相移電子散斑干涉實驗光路對齒輪模型進行應力分析，求得加載后應力等和線條紋圖和位相圖；對齒輪模型進行光彈性實驗應力分析求得加載后應力等差線條紋圖。

4、分別求得應力集中處的應力值?2，并對兩者實驗結(jié)果作比較，證明透射式ESPI實驗方法的正確性。 （3）應用ESPI技術(shù)測得柴油機連桿在拉力作用下的三維位移場的分布圖，利用空間相移（載波）技術(shù)得到數(shù)字化的三維位移值，并與有限元進行比較，證明該方法的正確性。 在以上的研究中，將ESPI技術(shù)推廣到直接得到全息光彈性中的等和線干涉條紋上及用空間相移法定量求得連桿三維位移場上，有一定的創(chuàng)新；將ESPI技術(shù)推廣到柴油機零件強度和剛度研