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压气机叶轮轴-毂接触数值分析及微动特性研究
| 论文题名： | 压气机叶轮轴-毂接触数值分析及微动特性研究 |
| 关键词： | 压气机叶轮;微动特性;轴-毂结构;有限元模型 |
| 摘要： | 针对某型车用涡轮增压器压气机叶轮存在微动损伤现象的工程实际问题，本文在前人对微动损伤原因认识的基础上，应用有限元技术对压气机叶轮装配体进行了数值分析及微动特性研究。 利用三维设计软件建立了压气机叶轮装配体CAD模型，导入有限元分析软件ANSYS中进行有限元模型的建立。在有限元模型的建立过程中探讨了不同装配方式下接触状态的有限元模拟和网格划分方法，以及边界条件的确定，研究了法向接触刚度因子、最大穿透容差等控制参数对接触压力等的影响，找出了最佳参数控制组合。 在叶轮轴－毂过盈装配方式下，针对轴－毂间存在径向微动的情况，研究了过盈量、转速、摩擦系数对接触面间接触压力、摩擦应力、滑移距离、摩擦功等微动关键参数的影响规律。在叶轮－轴肩轴向螺母预紧装配方式下，针对叶轮与螺栓轴肩和螺母间存在切向微动的情况，研究了预紧力对以上微动关键参数的影响规律。研究结果表明，转速变化是导致微动发生的直接原因；在保证压气叶轮强度要求的前提下，增加过盈量可以明显减小滑移区；摩擦系数对接触压力的影响甚微，但对摩擦应力和滑移距离的影响较大，增大摩擦系数也能减小滑移区，增大粘着区；增加预紧力主要表现为切向接触面上的接触压力增大，而滑移距离会有所降低，滑移区会随着预紧力的增加而减小。为了尽量降低微动的作用，应选取较大的装配过盈量和预紧力，压气机叶轮的转速变化范围应尽可能小，尽量使其保持恒定转速进行工作。 对于叶轮轴－毂过盈配合装配方式，给出了选取合理过盈量的方法，并应用该方法通过有限元计算得到了在一定工作条件下的轴－毂装配的合理过盈量范围，为压气机叶轮装配设计提供了参考依据。 |
| 作者： | 黄新忠 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 赵俊生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中北大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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