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某型船用柴油机连杆动态强度计算及实验分析
| 论文题名： | 某型船用柴油机连杆动态强度计算及实验分析 |
| 关键词： | 船用柴油机;连杆结构;动态强度;受力分析 |
| 摘要： | 连杆是柴油机的最重要的运动部件之一，其强度和刚度在很大程度上决定了柴油机的可靠性和使用寿命。研究连杆在工作过程中的受力情况和应力及变形的分布及其变化规律，可以为柴油机连杆的设计及优化提供重要的依据。 本文通过柴油机曲柄连杆机构动力学分析，计算了柴油机工作过程中连杆的受力变化情况，为连杆静态有限元计算提供了准确的载荷参数。在建立连杆有限有限元计算模型时，考虑了连杆在装配状态下螺栓预紧力、轴瓦和衬套过盈相互作用，通过建立螺栓螺纹的实体特征，采用罚函数接触算法，模拟了螺栓螺纹与螺纹孔接触面上力的传递过程。通过有限元计算得到了连杆在最大受拉工况和最大受压工况下的装配状态的各零件应力及变形情况。建立了活塞曲柄连杆机构的有限元系统模型，应用瞬态动力学分析方法，计算得到连杆在三个工作循环内应力变化情况，并选择第二个工作循环内的连杆应力计算结果进行了分析。总结在工作过程中连杆上的应力变化规律的基础上，利用现有实验条件对装配好的连杆进行拉压实验，将实验结果与静态有限元计算结果和瞬态动力学计算结果进行了对比分析，验证了仿真计算结果的正确性。 将未简化螺纹特征的连杆组件与简化螺纹特征的连杆组件的计算结果进行分析可以看出，在连杆大端与杆身过渡处，未简化螺纹特征的连杆组件局部应力沿连杆中心线呈层次分明的阶梯变化，而简化螺纹特征的连杆组件局部应力呈无规则的分布。把上述结果与实验数据进行对比发现，未简化螺纹特征的连杆组件计算结果更为符合客观实际。瞬态动力学分析计算结果显示，当连杆受压力作用时，连杆远离气缸中心线一侧应力增加速度大于另一侧，当连杆处于拉伸状态时，则相反。将实验结果与瞬态动力学计算及静态有限元计算结果进行对比，瞬态动力学计算结果比静态有限元计算结果更符合实际。 |
| 作者： | 李业鹏 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 王银燕 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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