基于多體動力學的機體可靠性分析.pdf

1、機體作為發(fā)動機中最重要的零件之一,具有十分復雜的結構和受載情況。隨著發(fā)動機強化程度提升,機體可靠性分析向著更加精細化的方向發(fā)展。采用經驗的加載方式和局部模型的靜力學方法已經無法滿足現在機體研發(fā)需求。近年來,結合多體動力學技術和有限元技術的強度計算方法逐漸興起,在曲軸強度計算方面已有廣泛應用,由于機體結構和受載復雜,這種方法還未能成熟地應用于機體強度分析中。本文以某一直列六缸機為例,結合多體動力學技術、油膜潤滑計算、有限元技術和Pytho

2、n語言編程,對機體的強度計算方法進行研究,并對機體進行可靠性分析,得出該機型第六主軸承潤滑性能較差和第六主軸承壁中部缺口處容易破壞的結論。
　　 本文的主要研究內容包括:
　　 1、采用NONL主軸承單元進行曲軸機體耦合多體動力學計算,并且應用EHD2主軸承單元進行主軸承油膜潤滑計算,比較這兩種單元計算結果的主軸承力,并分析第六和第七主軸承的潤滑性能。
　　 2、結合曲軸機體耦合的動力學計算和有限元方法,對整個機

3、體進行一個工作循環(huán)的可靠性分析。從曲軸機體耦合的動力學計算結果中提取出機體組一個工作循環(huán)的動載結果,結合有限元技術,完成機體強度計算,并分析整個機體的疲勞強度。由于機體組的應力結果十分龐大,現有的疲勞分析軟件無法直接處理,因此在疲勞計算之前,采用Python語言編程對應力結果做了處理,從龐大的機體組應力結果中,分別提取出機體和機座的應力結果并生成兩個較小的結果文件,使其能夠導入疲勞軟件進行疲勞分析。
　　 3、結合主軸承油膜潤滑

4、計算和有限元方法,對主軸承壁進行可靠性分析。從主軸承油膜潤滑計算結果中提取出軸承總壓結果,應用Python語言編程將軸承總壓映射于主軸瓦網格上,結合有限元技術進行主軸承壁強度計算,并完成主軸承壁的疲勞分析。
　　 4、采用靜力學方法計算主軸承壁強度,并和動力學方法的計算結果進行比較。發(fā)現采用動力學方法計算主軸承壁強度得到的最小安全系數比靜力學方法要小些,并且獲得的危險區(qū)域比靜力學方法更全面。
　　 5、采用升降法進行機體