柴油機(jī)曲軸軸承潤(rùn)滑狀態(tài)及動(dòng)態(tài)強(qiáng)度計(jì)算研究.pdf

1、曲軸是柴油機(jī)中最重要的零部件之一，它承受復(fù)雜、交變的沖擊載荷，它的工作性能直接影響到柴油機(jī)的工作可靠性、經(jīng)濟(jì)性及整機(jī)壽命，對(duì)柴油機(jī)曲軸軸承潤(rùn)滑和動(dòng)態(tài)強(qiáng)度研究具有著重要的意義。通過曲軸軸系的多體動(dòng)力學(xué)分析，可以預(yù)測(cè)曲軸軸系的振動(dòng)、潤(rùn)滑特性及動(dòng)態(tài)強(qiáng)度等，為曲軸的優(yōu)化設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。
　　 傳統(tǒng)分析方法的簡(jiǎn)化難以滿足實(shí)際的需要，本文運(yùn)用有限元法和多體動(dòng)力學(xué)仿真相結(jié)合的方法，對(duì)6L16/24柴油機(jī)曲軸軸系進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真分析。首先建立了柴油

2、機(jī)曲軸軸系多體動(dòng)力學(xué)模型，進(jìn)行曲軸的動(dòng)力學(xué)仿真計(jì)算，通過曲軸扭轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)速波動(dòng)等仿真結(jié)果，驗(yàn)證了多體動(dòng)力學(xué)模型的正確性。然后進(jìn)行曲軸軸承的潤(rùn)滑仿真計(jì)算，得到一個(gè)工作循環(huán)的軸承載荷、最小油膜厚度、最大油膜壓力、摩擦功耗和軸心軌跡等，據(jù)此可以判斷軸承的潤(rùn)滑性能。仿真計(jì)算充分考慮了軸承座、軸瓦的彈性變形及軸頸、軸瓦表面粗糙度因素的影響，采用有限差分法與有限元法相結(jié)合對(duì)軸承的油膜壓力、油膜厚度、彈性變形、表面粗糙度進(jìn)行了耦合分析。同時(shí)，分別以軸承間

3、隙、潤(rùn)滑油溫度、潤(rùn)滑油供油壓力等參數(shù)對(duì)柴油機(jī)曲軸軸承彈流潤(rùn)滑性能影響因素進(jìn)行了詳細(xì)研究，結(jié)果表明上述參數(shù)對(duì)軸承潤(rùn)滑性能均具有顯著的影響作用，充分考慮這些影響因素有助于軸承的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　 最后，提取EXCITE多體動(dòng)力學(xué)仿真獲得的動(dòng)態(tài)載荷文件，由Nastran進(jìn)行應(yīng)力恢復(fù)，對(duì)曲軸進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變分析，該方法避免了傳統(tǒng)分析方法動(dòng)態(tài)加載的復(fù)雜過程。計(jì)算表明，曲軸的最大應(yīng)力在其許用應(yīng)力范圍內(nèi)，且變形小，曲軸的剛度足夠。不同時(shí)段最大應(yīng)力均