含裂纹曲轴—轴承系统动力学和断裂力学耦合探讨

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摘要：大功率、高速化的发展趋势,对内燃机的性能要求越来越高,曲轴的工作条件愈加苛刻,因此对曲轴的研究也变得十分。受到周期性的振动载荷和冲击载荷的作用,在曲轴最大应力处易产生疲劳裂纹管理论文。裂纹一经产生,曲轴的强度及承载能力将受到严重的影响,出现断裂,导致内燃机失效,经典的疲劳强度理论曲轴出现裂纹就要报废了法学论文。事实上曲轴裂纹从启裂到失稳断裂仍有一定的剩余寿命,因而预测曲轴剩余寿命有的工程价值写论文。以往有关曲轴动力学和断裂力学的研究,国内外大多数学者只是从动力学或断裂力学各自领域,而实际运转时,曲轴动力学与断裂力学是同时发生的。因此,内燃机曲轴-轴承系统动力学和断裂力学的耦合研究,具有的理论和现实的应用价值毕业论文提纲范文。本研究课题来安徽省高等学校自然科学基金项目“内燃机曲轴.轴承系统多学科耦合分析和应用研究(KJ2010A042)”,主要任务是在前期工作,何芝仙教授了“内燃机曲轴-轴承系统动力学摩擦学刚度和强度耦合研究”基础上曲轴-轴承系统动力学和断裂力学的耦合分析论文书写格式。,分析现有裂纹转子动力学和含裂纹曲轴断裂力学领域内容的研究及近年来的最新进展,探讨了内燃机曲轴.轴系统动力学断裂力学耦合研究的,了耦合研究的求解方法。其次,以N4105内燃机曲轴-轴承系统为研究对象,建立柔性曲轴-轴承系统多体动力学分析ADAMS仿真模型,了N4105内燃机曲轴-轴承系统在3200r/min转速额定负荷下动力学分析,为后文含裂纹曲轴-轴承系统动力学分析奠定基础毕业论文指导记录。,动力学分析的主轴颈轴心运动参数和曲柄销载荷,润滑分析计算出曲轴轴承的动态油膜压力并转换为动态节点力。在ANSYS中建立了曲轴轴颈表面动应力计算有限元模型,参数化编程语言APDL编制专用计算程序,自动实现动态施加边界条件、求解并指定节点上的应力。比对各节点动应力,确定第2连杆轴颈左截面φ=180°危险点为裂纹启裂点。,研究不同深度裂纹曲轴-轴承系统动力学和断裂力学问题,所的耦合研究方法,先计算出不同深度裂纹的曲轴-轴承系统的动力学响应,然后同一裂纹深度下的动力学分析结果计算对应的裂纹应力强度因子；并Paris公式,计算裂纹扩展剩余寿命毕业论文格式范文。,总结了所作的主要工作及主要创新点,对今后的研究了作者的一些。关键词：曲轴-轴承系统论文耦合分析论文动力学论文断裂力学论文应力强度因子论文
摘要5-7
ABSTRACT7-15
第1章 绪论15-20

1.1 课题的目的和15

1.2 国内外研究现状15-18

1.2.1 含裂纹转子动力学研究现状15-16

1.2.2 含裂纹曲轴的断裂力学研究现状16-17

1.2.3 曲轴-轴承系统动力学和断裂力学耦合分析研究现状17-18

1.3 本课题的来源、研究方法和研究内容18-20

1.3.1 本课题的来源18

1.3.2 本课题的研究方法18

1.3.3 本课题的研究内容18-20

第2章 曲轴-轴承系统动力学分析20-38

2.1 引言20

2.2 ADAMS多柔体动力学理论基础20-27

2.1 柔性体上点的位置向量、速度和加速度20-23

2.2 多柔体系统的动力学方程23-25

2.3 ADAMS中多柔性体系统动力学方程的求解方法25-27

2.3 作用在曲轴上的激励载荷27-30

2.3.1 气体爆发压力27-28

2.3.2 曲轴-轴承系统零部件的惯性力28

2.3.3 曲柄销上的激励载荷28-30

2.4 曲轴-轴承系统动力学分析30-36

2.4.1 曲轴有限元模型的建立30-31

2.4.2 曲轴-轴承系统动力学仿真模型31-32

2.4.3 计算结果和讨论32-36

2.4.3.1 主轴承油膜反力32-33

2.4.3.2 主轴承轴心轨迹33-35

2.4.3.3 曲轴的扭转振动35

2.4.3.4 曲轴的径向振动35-36

2.5 小结36-38

第3章 含裂纹曲轴应力强度因子分析计算38-65

3.1 引言38

3.2 线弹性断裂力学基本理论38-41

3.

2.1 断裂模式38-39

3.

2.2 应力强度因子39-40

3.

2.3 断裂韧性及K判据40-41

3.

2.4 复合型裂纹断裂判据41

3.3 应力强度因子有限元计算方法简介41-45

3.1 四分之一节点位移法42

3.2 ANSYS求解应力强度因子——位移外推法42-43

3.3 单元简介43-45

3.4 无裂纹曲轴动应力分析45-58

3.4.1 建立曲轴有限元模型45-46

3.4.2 边界条件的处理46-47

3.4.3 曲轴动应力的计算方法47-48

3.4.4 计算结果和讨论48-58

3.5 含裂纹曲轴应力强度因子计算58-64

3.5.1 含裂纹曲轴有限元模型的建立59-61

3.5.2 边界条件的处理61

3.5.3 含裂纹曲轴应力强度因子的计算方法61-62

3.5.4 计算结果和讨论62-64

3.6 小结64-65

第4章 含裂纹曲轴-轴承系统动力学断裂力学耦合分析65-76

4.1 引言65

4.2 求解思路65-66

4.3 含裂纹曲轴-轴承系统动力学分析66-72

4.

3.1 含裂纹曲轴-轴承系统动力学模型的建立66-67

4.

3.2 计算结果和讨论67-72

4.3.

2.1 主轴承油膜总反力67-69

4.3.

2.2 主轴承轴心轨迹69-70

4.3.

2.3 曲轴的扭转振动70-71

4.3.

2.4 曲轴的径向振动71-72

4.4 基于动力学的裂纹动态应力强度因子的计算72-74

4.5 小结74-76

第5章 含裂纹曲轴-轴承系统剩余寿命的分析计算76-80

5.1 引言76

5.2 疲劳裂纹扩展基本理论76-78

5.

2.1 疲劳裂纹扩展速率76-78

5.

2.2 疲劳裂纹扩展寿命预测78

5.3 估算曲轴裂纹扩展剩余寿命78-79

5.4 小结79-80

第6章 全文总结80-82

6.1 所做的主要工作80

6.2 的主要创新点80

6.3 对今后研究的展望80-82

参考文献82-84
攻读硕士学位期间所发表的学术论文和成果目录84-85
致谢85