船用柴油機曲軸強度計算分析.pdf

1、曲軸作為柴油機最重要的運動部件之一，具有造價昂貴、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，其可靠性和壽命很大程度上決定了柴油機工作的可靠性及使用壽命。
　　本文應(yīng)用國際船級社協(xié)會推薦的曲軸強度計算方法計算了某型柴油機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)用有限元仿真法對該曲軸進行了靜態(tài)應(yīng)力分析。建立了曲軸單位曲柄和主軸承三維實體組裝模型，應(yīng)用 Ansys-Workbench軟件，對曲軸進行了靜態(tài)應(yīng)力分

2、析。考慮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和排氣下止點位置處的應(yīng)力和應(yīng)變分布規(guī)律以及安全系數(shù)，并與國際船級社協(xié)會計算方法的結(jié)果進行了對比分析。計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該曲軸強度的影響規(guī)律。
　　在上述工作的基礎(chǔ)上，應(yīng)用Ansys-Workbench軟件對曲柄連桿機構(gòu)進行瞬態(tài)動力學(xué)分析。建立了曲柄連桿機構(gòu)的計算模型

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，并將壓縮上止點和缸內(nèi)氣體爆發(fā)壓力時刻曲軸的應(yīng)力分布情況和曲軸靜態(tài)仿真結(jié)果作對比分析，并采用非對稱循環(huán)下構(gòu)件的疲勞強度計算法對曲軸進行疲勞強度校核。
　　最后利用多體動力學(xué)分析軟件對曲軸軸系進行多體動力學(xué)分析，計算了一個工作循環(huán)內(nèi)的曲軸的振動和轉(zhuǎn)速波動以及曲臂受力情況。計算結(jié)果顯示該曲軸在實際工作中運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，各曲柄臂受力均勻，且具有足