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柴油机缸盖螺栓动态应力分析方法研究
| 论文题名： | 柴油机缸盖螺栓动态应力分析方法研究 |
| 关键词： | 缸盖螺栓;强度计算;柴油机;动态应力分析方法 |
| 摘要： | 螺栓连接件是机械设备中比较常见，也比较重要的连接机构。缸盖螺栓连接着气缸盖、机体，是发动机零件中要求最高的螺栓之一。安装时，要承受较大的预紧力；发动机运转过程中，要承受复杂的交变载荷，这些载荷的大小、方向随着曲轴转角的改变而改变，所以缸盖螺栓也是柴油机受力最复杂的零件之一。因此对高强度螺栓进行强度校核研究十分重要。本文以6L16/24型柴油机缸盖螺栓为例，对螺栓连接件的动态特性及建模方法进行研究。 本文以不同的计算方法来研究缸盖螺栓的动态特性：基于VID2230准则的静强度校核和疲劳强度校核，将两种方法取得的结果进行对比，然后总结比较全面的螺栓连接件的动态特性建模及分析方法，主要工作如下： ①利用HyperMesh软件，对柴油机的三维模型进行简化，忽略对缸盖螺栓受力影响不大的零部件，建立约束、赋予材料属性、单元类型之后，将.dbb文件导入到ANSYS中，建立有限元模型。 ②在ADAMS软件中计算柴油机工作过程中主要受力部位一个工作循环的动态力，并作为柴油机动态分析中的主要载荷。 ③在ANSYS中对四根缸盖螺栓施加预紧力之后，在气缸盖、机体、气缸套上分别施加相对应的一个工作循环的动态载荷。 ④根据ANSYS计算结果得到的应力云图，分析缸盖螺栓在柴油机一个工作循环中的不同时刻缸盖螺栓的受力情况，并依据结果来进行螺栓的强度校核。 ⑤通过对缸盖螺栓做动态应力应变的测试实验，测得选取的某两个测点的动应变变化曲线，并与有限元计算结果中得到的动应变曲线对比。验证有限元计算的准确性。 ⑥按照VDI2230准则所述的方法，对处于第四缸达到最大爆发压力时刻的缸盖螺栓进行强度计算 通过两种方法的计算，有限元计算得到第四缸达到最大爆发压力时刻，螺栓承受的最大应力是679MPa，而按照VDI2230准则，计算同一时刻螺栓承受的最大应力是674MPa，两者的计算结果很接近，经计算，缸盖螺栓的安全系数能够满足使用要求，说明这两种方法的有效性，也证明了有限元计算和VDI2230准则计算在研究其他类型的螺栓连接件中的可行性。同时利用这两种方法计算得到了比较准确的结果，也为螺栓连接件的强度计算积累了比较可靠的计算方法，可以为各个使用单位研究螺栓连接件提供研究方法，进而提高效率，节省成本。 |
| 作者： | 张帅 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 向阳 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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