基于多體動力學(xué)的機(jī)體可靠性分析.pdf

1、機(jī)體作為發(fā)動機(jī)中最重要的零件之一,具有十分復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和受載情況。隨著發(fā)動機(jī)強(qiáng)化程度提升,機(jī)體可靠性分析向著更加精細(xì)化的方向發(fā)展。采用經(jīng)驗(yàn)的加載方式和局部模型的靜力學(xué)方法已經(jīng)無法滿足現(xiàn)在機(jī)體研發(fā)需求。近年來,結(jié)合多體動力學(xué)技術(shù)和有限元技術(shù)的強(qiáng)度計(jì)算方法逐漸興起,在曲軸強(qiáng)度計(jì)算方面已有廣泛應(yīng)用,由于機(jī)體結(jié)構(gòu)和受載復(fù)雜,這種方法還未能成熟地應(yīng)用于機(jī)體強(qiáng)度分析中。本文以某一直列六缸機(jī)為例,結(jié)合多體動力學(xué)技術(shù)、油膜潤滑計(jì)算、有限元技術(shù)和Pytho

2、n語言編程,對機(jī)體的強(qiáng)度計(jì)算方法進(jìn)行研究,并對機(jī)體進(jìn)行可靠性分析,得出該機(jī)型第六主軸承潤滑性能較差和第六主軸承壁中部缺口處容易破壞的結(jié)論。
　　 本文的主要研究內(nèi)容包括:
　　 1、采用NONL主軸承單元進(jìn)行曲軸機(jī)體耦合多體動力學(xué)計(jì)算,并且應(yīng)用EHD2主軸承單元進(jìn)行主軸承油膜潤滑計(jì)算,比較這兩種單元計(jì)算結(jié)果的主軸承力,并分析第六和第七主軸承的潤滑性能。
　　 2、結(jié)合曲軸機(jī)體耦合的動力學(xué)計(jì)算和有限元方法,對整個機(jī)

3、體進(jìn)行一個工作循環(huán)的可靠性分析。從曲軸機(jī)體耦合的動力學(xué)計(jì)算結(jié)果中提取出機(jī)體組一個工作循環(huán)的動載結(jié)果,結(jié)合有限元技術(shù),完成機(jī)體強(qiáng)度計(jì)算,并分析整個機(jī)體的疲勞強(qiáng)度。由于機(jī)體組的應(yīng)力結(jié)果十分龐大,現(xiàn)有的疲勞分析軟件無法直接處理,因此在疲勞計(jì)算之前,采用Python語言編程對應(yīng)力結(jié)果做了處理,從龐大的機(jī)體組應(yīng)力結(jié)果中,分別提取出機(jī)體和機(jī)座的應(yīng)力結(jié)果并生成兩個較小的結(jié)果文件,使其能夠?qū)肫谲浖M(jìn)行疲勞分析。
　　 3、結(jié)合主軸承油膜潤滑

4、計(jì)算和有限元方法,對主軸承壁進(jìn)行可靠性分析。從主軸承油膜潤滑計(jì)算結(jié)果中提取出軸承總壓結(jié)果,應(yīng)用Python語言編程將軸承總壓映射于主軸瓦網(wǎng)格上,結(jié)合有限元技術(shù)進(jìn)行主軸承壁強(qiáng)度計(jì)算,并完成主軸承壁的疲勞分析。
　　 4、采用靜力學(xué)方法計(jì)算主軸承壁強(qiáng)度,并和動力學(xué)方法的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較。發(fā)現(xiàn)采用動力學(xué)方法計(jì)算主軸承壁強(qiáng)度得到的最小安全系數(shù)比靜力學(xué)方法要小些,并且獲得的危險區(qū)域比靜力學(xué)方法更全面。
　　 5、采用升降法進(jìn)行機(jī)體