機體關鍵部位機械疲勞分析方法研究.pdf

1、我國汽車產量逐年增長并已居世界第一，發(fā)動機的可靠性是汽車技術水平的重要指標之一，對提高產品的競爭力有重要意義。目前在車用發(fā)動機技術領域，燃燒強化與結構輕量化是兩大主流趨勢，這對于發(fā)動機主承力結構的設計提出了挑戰(zhàn)。
　　本文以發(fā)動機機體為研究對象，采用疲勞仿真方法結合試驗驗證手段，重點針對機體疲勞關鍵部位研究了載荷和結構因素的影響，并結合分析案例實施了結構改進設計。
　　論文的主要工作和結論如下：
　　1.以495機體為

2、例，采用S-N曲線法，進行某運行工況下的疲勞壽命仿真，獲得了機體的疲勞關鍵部位，包括中隔板和上機體兩個區(qū)域。
　　2.以中隔板為重點考察部位，采用數值仿真方法對比分析了運行工況下與現有疲勞試驗載荷加載方式下中隔板的疲勞壽命分布，說明了疲勞試驗載荷加載方法的合理性；對比分析了集中載荷、分布載荷兩種載荷形式對中隔板疲勞壽命的影響，結果表明，對于中隔板而言，兩種載荷影響的差異可以忽略。
　　3.在上述研究及參考國外機體疲勞試驗設備

3、的基礎上，開發(fā)了機體疲勞試驗系統(tǒng)，系統(tǒng)能夠實現兩種加載方式。
　　4.進行了機體疲勞試驗，并與機體疲勞仿真計算結果進行了對比，結果表明，在中隔板處，試驗失效位置與仿真得到的疲勞薄弱位置基本一致。針對試驗發(fā)現的主軸承螺栓孔斷裂問題進行了螺紋聯接結構疲勞仿真，獲得了疲勞薄弱位置，且與試驗結果一致。對比計算了螺紋聯接局部結構改變對螺紋孔疲勞壽命的影響，結果表明螺紋嚙合區(qū)末端對應的機體壁面加厚是提高疲勞壽命的有效方法，改進設計后的試驗結果