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某船用柴油机机体结构强度与疲劳研究
| 论文题名： | 某船用柴油机机体结构强度与疲劳研究 |
| 关键词： | 船用柴油机;机体疲劳;结构强度;极限轴承力;安全系数 |
| 摘要： | 本课题来源于国内某船舶柴油机制造企业的新型船用低速二冲程柴油机开发项目中的校企合作项目部分。主要负责该型低速柴油机机体的结构强度与疲劳分析以指导设计。在项目进行过程中，本文主要开展了柴油机机体的分析工况选取、关键仿真方法、结构强度和疲劳特性等研究，最后对疲劳影响因素进行了深入分析，提出了可提高疲劳安全系数的可行性措施。本文的主要内容和结论如下： （1）针对船用低速柴油机的结构特点，对低速柴油机机体的结构组成与各部件的具体功能特性进行了相关学习与了解。并对机体组的主要结构件机架、机座做了一定的受力分析与工况分析与选取。 （2）根据柴油机机体分析中所要用到的一些关键仿真技术如轴承力的简化仿真、螺栓连接的简化仿真技术进行了相关的考题验证，同时对复杂模型提高收敛度的方法和措施进行了相关的探讨与比较使其在后续的分析中的使用更加具有依据。其次，在柴油机动力学仿真软件Virtual Engine中，根据需要分析的工况提取各个工况下主要的载荷数据，例如主轴承载荷曲线、爆压力和十字头侧向力曲线等。 （3）对仿真对象进行实体模型简化与分析模型的提取，为后续的仿真分析建立正确、简洁的网格模型，并根据机体的实际边界条件进行相应的约束、边界、载荷的加载，完成有限元分析模型的建立。 （4）对柴油机机体包括机架、机座和贯穿螺栓进行结构强度分析与讨论，找到结构的薄弱区域，校核机架、机座和贯穿螺栓的结构强度，具体分析评价了机架机座的装配强度、热膨胀特性、机架在极限十字头侧向力下的强度与刚度以及机座在极限轴承力下的强度；最后分别从应用VDI规范和有限元分析两个方面对贯穿螺栓的结构强度进行了校核与对比。 （5）在对机体完成静强度分析的基础上，对机体进行了疲劳分析，得到了机体的疲劳薄弱区域，校核了机架、机座和贯穿螺栓的疲劳安全系数；针对疲劳影响因素温度和粗糙度，以机架为例进行了进一步的分析与讨论，探究了温度和表面粗糙度对疲劳强度的影响规律，并依此提出了提高疲劳安全系数的可行性措施。 |
| 作者： | 曹俊 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 张智敏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏科技大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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