發(fā)動機曲軸軸承系統(tǒng)彈性流體潤滑分析及曲軸強度研究.pdf

1、曲軸是發(fā)動機中最重要的零部件之一，承受著連桿傳遞過來的周期變化的氣缸爆發(fā)壓力與活塞組慣性力以及曲軸的旋轉慣性力，其在工作中的潤滑狀況、振動特性及強度直接關乎到整個發(fā)動機的壽命、經濟性及可靠性。特別是隨著發(fā)動機動力性能、經濟性能及可靠性要求的不斷提高，對曲軸的潤滑、振動以及強度提出了更高的要求，對曲軸進行多學科、全方位的彈性流體動力學，多體動力學，動、靜強度，疲勞壽命等方面的綜合研究迫在眉睫。本文以某四缸發(fā)動機為研究對象，基于非線性多體動

2、力學理論與有限元理論，建立了整個曲軸軸系非線性多體動力學系統(tǒng)，對曲軸主軸承彈性流體動力潤滑進行了深入研究，并在此基礎上，對曲軸的動態(tài)特性和模態(tài)動應力恢復技術進行了研究。最后完成了曲軸的靜強度分析與疲勞強度分析，為后續(xù)的優(yōu)化分析奠定了基礎。具體工作如下：
　　1、在建立曲軸軸系基本零件的三維實體模型的基礎上，結合非線性多體動力學的要求，對網格劃分技術進行了深入研究，利用網格劃分軟件Hypermesh采用手動和自適應聯合劃分的方式對曲

3、軸軸系系統(tǒng)進行了基于六面體的網格劃分。
　　2、通過對有限元自由度縮減理論和技術的深入研究，設定曲軸、軸承主自由度節(jié)點，并利用通用有限元軟件 ABAQUS進行結構縮減，建立了曲軸軸承系統(tǒng)的縮減模型。
　　3、利用上述有限元模型、縮減模型，基于有限元方法、非線性多體動力學方法及有限差分法，并以真實油膜表征主軸頸與主軸承之間的非線性動力學耦合效應，考慮軸瓦軸頸表面的形貌效應、彈性變形效應、軸頸不對中、供油狀況以及空穴效應等因素，

4、同時加入氣體爆發(fā)壓力、輸出端反扭矩等基本載荷位移邊界條件，對上述模型進行計入油膜潤滑的非線性多體動力學仿真分析。
　　4、以曲軸主自由度節(jié)點位移為邊界條件，進行曲軸動態(tài)應力恢復。通過對有限元準靜態(tài)應力恢復方法與模態(tài)動應力恢復方法的的比較研究，選擇以模態(tài)動應力恢復方法進行動態(tài)應力恢復，并提取了第二循環(huán)內的曲軸應力場譜。通過分析各氣缸爆發(fā)時刻的最大應力，對曲軸進行了靜強度研究。
　　5、以多體動力學分析得到的應力張量譜數據，在f