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船用柴油机曲轴强度计算及实验研究
| 论文题名： | 船用柴油机曲轴强度计算及实验研究 |
| 关键词： | 船用柴油机;曲轴强度;数值模拟;有限元分析;静态应力 |
| 摘要： | 曲轴作为柴油机最重要的部件之一,由于其几何结构、边界条件以及作用载荷的复杂性使其成为柴油机设计及研究的重点部分。对于曲轴的研究可以分为静力学分析和动力学分析,而且分析的方法有多种,选择正确合理的分析方法是研究曲轴的关键环节之一。对于曲轴的研究也不能只限于强度的校核,应综合考虑其实际运转时的振动以及其它轴系部件对其的影响。 本文首先对某型柴油机曲轴的一个单拐进行静态应力实验研究,测出曲轴在运行到上止点位置以及下止点位置时承受的拉压应力分布情况;然后采用两种不同的边界条件加载方式对相应的实验加载情况进行有限元分析,并对比分析其合理性;选取较为合理的边界条件后对该柴油机的曲轴进行整体的静态应力分析,得到了各个气缸发火时曲轴的应力应变分布情况,并在此基础上进行了疲劳分析。 最后利用多体动力学分析软件对该柴油机轴系进行多体动力学分析,得到了曲轴一个完整运转周期内的运转稳定情况,振动情况,并通过应力恢复得到了曲轴在这一个周期内的应力分布及变化情况,根据一个完整周期的应力变化进一步分析了曲轴的疲劳安全状况;通过与静态应力分析结果对比可知曲轴在实际运转时除了受气缸内的气体压力影响较大外,还与曲轴的自振频率、动态响应、承受的扭矩变化、各个方向的振动以及扭振有着很大的关系,所以在曲轴的设计及改进过程中应多考虑这些因素的影响。 |
| 作者： | 牛晓晓 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 李晓波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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