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基于多体动力学的柴油机主轴承润滑分析及优化
| 论文题名： | 基于多体动力学的柴油机主轴承润滑分析及优化 |
| 关键词： | 船用柴油机;主轴承;弹流润滑;多体动力学 |
| 摘要： | 曲轴主轴承是内燃机最为关键的摩擦副之一，其润滑性能直接关系到内燃机工作的可靠性和耐久性。大功率船用柴油机高可靠性、高功率、低油耗的技术需求使得最高燃烧压力、平均有效压力等强化指标不断提高，对主轴承的润滑性能提出了更高的要求。应用多体动力学方法对轴承系统进行动力学、摩擦学的耦合分析，可以准确的预测轴承的润滑性能，减少产品开发风险。 本文以某船用柴油机曲轴主轴承为研究对象，应用AVL-EXCITE软件建立了同时考虑润滑油填充率、轴瓦表面弹性变形和轴承表面形貌等影响因素的主轴承弹流润滑分析模型。为了验证建模方法的正确性，建立滑动轴承试验台，设计了不同转速、供油压力下的油膜压力及摩擦力测量试验，得到了油膜压力与供油压力、摩擦力与转速之间的关系。利用AVL软件对实验台进行数值仿真分析，通过试验结果与仿真结果的对比，证明了建模方法的正确性。 应用所建立的主轴承弹流润滑分析模型对主轴承进行润滑分析，得到动载荷作用下的油膜厚度、油膜压力、轴心轨迹、摩擦损失和油膜压力分布。通过对计算结果分析发现，在主轴瓦边缘处微凸体接触压力偏大，即轴瓦发生了偏磨。为了改善轴承润滑性能，本文设计了十因素三水平正交试验，研究了供油压力、油槽宽度、润滑油型号、表面粗糙度、轴瓦合金层厚度、半径间隙和双锥面型轴瓦等因素对轴承润滑性能的影响规律。结果表明轴瓦径向削薄量对最小油膜厚度、最大油膜压力、最大微凸体接触压力的影响高度显著，润滑油型号、供油温度、半径间隙对摩擦损失的影响高度显著。在此基础上，提出了以降摩减耗为目标的轴承改型优化方案，为轴承优化设计提供了理论指导。 |
| 作者： | 黄福战 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 率志君 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2019 |
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