船用柴油機(jī)曲軸強(qiáng)度計(jì)算分析.pdf

1、曲軸作為柴油機(jī)最重要的運(yùn)動(dòng)部件之一，具有造價(jià)昂貴、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工困難以及受力復(fù)雜多變、工作環(huán)境惡劣等特點(diǎn)，其可靠性和壽命很大程度上決定了柴油機(jī)工作的可靠性及使用壽命。
　　本文應(yīng)用國際船級(jí)社協(xié)會(huì)推薦的曲軸強(qiáng)度計(jì)算方法計(jì)算了某型柴油機(jī)曲軸主軸頸圓角和曲柄銷圓角處的應(yīng)力和疲勞安全系數(shù)。應(yīng)用有限元仿真法對(duì)該曲軸進(jìn)行了靜態(tài)應(yīng)力分析。建立了曲軸單位曲柄和主軸承三維實(shí)體組裝模型，應(yīng)用 Ansys-Workbench軟件，對(duì)曲軸進(jìn)行了靜態(tài)應(yīng)力分

2、析?？紤]了主軸承和曲軸的接觸關(guān)系和變形問題，采用柔體-柔體綁定接觸算法，分析了曲軸在壓縮在上止點(diǎn)和排氣下止點(diǎn)位置處的應(yīng)力和應(yīng)變分布規(guī)律以及安全系數(shù)，并與國際船級(jí)社協(xié)會(huì)計(jì)算方法的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。計(jì)算分析了不同曲臂尺寸和主軸頸圓角半徑的曲軸應(yīng)力分布情況，研究了曲軸尺寸和主軸頸圓角半徑對(duì)該曲軸強(qiáng)度的影響規(guī)律。
　　在上述工作的基礎(chǔ)上，應(yīng)用Ansys-Workbench軟件對(duì)曲柄連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析。建立了曲柄連桿機(jī)構(gòu)的計(jì)算模型

3、，將氣缸內(nèi)的壓力曲線以載荷步的形式加載到活塞頂面上，分析了曲軸在一個(gè)工作循環(huán)下的應(yīng)力和應(yīng)變分布情況，并將壓縮上止點(diǎn)和缸內(nèi)氣體爆發(fā)壓力時(shí)刻曲軸的應(yīng)力分布情況和曲軸靜態(tài)仿真結(jié)果作對(duì)比分析，并采用非對(duì)稱循環(huán)下構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算法對(duì)曲軸進(jìn)行疲勞強(qiáng)度校核。
　　最后利用多體動(dòng)力學(xué)分析軟件對(duì)曲軸軸系進(jìn)行多體動(dòng)力學(xué)分析，計(jì)算了一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)的曲軸的振動(dòng)和轉(zhuǎn)速波動(dòng)以及曲臂受力情況。計(jì)算結(jié)果顯示該曲軸在實(shí)際工作中運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，各曲柄臂受力均勻，且具有足