基于數(shù)據(jù)分析的發(fā)動(dòng)機(jī)活塞可靠性研究.pdf

1、發(fā)動(dòng)機(jī)作為現(xiàn)代社會(huì)的主要?jiǎng)恿υ粗?，其廣泛應(yīng)用在汽車、船舶以及工程機(jī)械等領(lǐng)域。作為一種在現(xiàn)實(shí)生活中廣泛應(yīng)用的動(dòng)力機(jī)械，其性能和可靠性嚴(yán)重影響著我們的生活。因此，如何提高發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性成為了無數(shù)學(xué)者和專家孜孜以求的目標(biāo)?；钊鳛榘l(fā)動(dòng)機(jī)的主要零部件之一，其可靠性對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能及可靠性起著至關(guān)重要的作用。
　　為分析活塞的受力情況，本文對(duì)活塞進(jìn)行了有限元仿真計(jì)算。首先利用AVL_EXCITE軟件計(jì)算了發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)燃?xì)獾淖罡弑l(fā)壓力和平均工

2、作溫度以及側(cè)向力等，結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、經(jīng)驗(yàn)公式和半經(jīng)驗(yàn)公式等確定了活塞的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)計(jì)算的邊界條件，利用ABAQUS軟件計(jì)算了活塞在熱負(fù)荷工況、機(jī)械負(fù)荷工況以及熱機(jī)耦合工況下的應(yīng)力及應(yīng)變。計(jì)算結(jié)果表明活塞在熱負(fù)荷工況下其最大應(yīng)力出現(xiàn)在了活塞內(nèi)腔頂部，其最大變形出現(xiàn)在了活塞頂部。在機(jī)械負(fù)荷工況下活塞的最大變形出現(xiàn)在活塞裙部底端，最大應(yīng)力出現(xiàn)在了活塞銷座內(nèi)部上側(cè)處。對(duì)于熱機(jī)耦合狀態(tài)下活塞的最大應(yīng)力出現(xiàn)在了活塞銷座內(nèi)部上側(cè)，其最大變形出

3、現(xiàn)在了活塞頂部。文章還對(duì)缸套在熱機(jī)耦合工況下的應(yīng)變進(jìn)行了計(jì)算，提取了缸套在不同部位處的徑向變形量。
　　為研究活塞壽命與其工況之間的關(guān)系，本文探討了活塞在熱負(fù)荷工況、機(jī)械負(fù)荷工況以及熱機(jī)耦合工況下活塞壽命與應(yīng)力之間的關(guān)系。結(jié)果表明活塞在不同熱負(fù)荷、機(jī)械負(fù)荷以及熱機(jī)耦合條件下其壽命與應(yīng)力之間的關(guān)系分別服從于阿倫尼斯模型、逆冪律模型和廣義艾林模型。文章還對(duì)活塞在不同工作狀況下的磨損量進(jìn)行了分析，利用相關(guān)系數(shù)證明了不同工況下通過耐久性試

4、驗(yàn)所得的活塞磨損量數(shù)據(jù)與利用仿真試驗(yàn)所得的活塞和缸套變形后重合面積的線性相關(guān)性比較顯著，利用活塞與缸套的仿真重合面積對(duì)活塞的磨損趨勢(shì)進(jìn)行了估計(jì)，得到了活塞磨損量隨工況變化的變換規(guī)律。
　　本文基于威布爾分布對(duì)活塞的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，探討了利用最小二乘法來求解活塞可靠性的過程與思路。對(duì)于活塞的小樣本試驗(yàn)，由于其樣本量較小，不能夠利用常規(guī)方法來求取其可靠性特征量，文章介紹了利用貝葉斯小子樣理論來求取其可靠性特征量的方法。通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，