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柴油机连杆强度计算分析与实验研究
| 论文题名： | 柴油机连杆强度计算分析与实验研究 |
| 关键词： | 柴油机;连杆强度;有限元分析;瞬态应力;数值计算 |
| 摘要： | 连杆作为柴油机的关键重要的零部件之一,在工作中承受交变的拉压载荷的作用,受力比较复杂,而连杆的可靠性和寿命很大程度上决定柴油机的可靠性和寿命。因此要求连杆具有足够的结构疲劳强度。随着计算机软、硬件与有限元技术的不断发展,大型通用有限元技术已成为工程技术领域进行产品开发与结构设计优化的首选。当前,对连杆的静态精细有限元分析技术已较为成熟,计算精度也越来越高。而动响应分析作为近几年有限元分析研究的热点,推动着对连杆的有限元分析由静态向动态不断发展。 本文以TBD620柴油机连杆为研究对象,首先在三维造型软件Pro/E中建立包括活塞销、连杆衬套、轴瓦在内的连杆组装配体三维实体模型,然后以step格式导入有限元分析软件ABAQUS中,考虑各部件之间的接触关系及装配预紧力,从传统静力学的角度对连杆的装配工况、最大爆压工况、最大惯性力工况,进行精细三维接触有限元分析。得到各工况下连杆组的应力分布及变形情况,对连杆的可靠性进行验证,并运用安全系数法对连杆的疲劳强度进行校核。同时,本文在前面模型的基础上加入柴油机活塞模型,将载荷不作简化处理直接施加在活塞顶面上,对两种不同边界条件下的计算结果进行比较分析,验证了连杆传统静力学中载荷余弦简化处理的合理性。 采用应变电测法设计并完成连杆静态拉伸和压缩试验,得到各载荷下连杆真实的应力应变情况,并通过与有限元仿真结果对比分析,验证了对连杆的三维接触有限元强度分析的正确性,也为柴油机连杆静态强度试验研究提供一定的技术参考。 然后,根据动力学理论对连杆的瞬态特性进行探讨,首先利用ABAQUS在非线性领域的优势,建立曲柄连杆机构多体分析模型,得到连杆各个瞬态的应力变形情况,并与静态分析结果作了对比分析。运用模态分析理论,确定连杆的振动特性。 |
| 作者： | 王臣臣 |
| 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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