基于多體動(dòng)力學(xué)的機(jī)體可靠性分析.pdf

1、機(jī)體作為發(fā)動(dòng)機(jī)中最重要的零件之一,具有十分復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和受載情況。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)化程度提升,機(jī)體可靠性分析向著更加精細(xì)化的方向發(fā)展。采用經(jīng)驗(yàn)的加載方式和局部模型的靜力學(xué)方法已經(jīng)無法滿足現(xiàn)在機(jī)體研發(fā)需求。近年來,結(jié)合多體動(dòng)力學(xué)技術(shù)和有限元技術(shù)的強(qiáng)度計(jì)算方法逐漸興起,在曲軸強(qiáng)度計(jì)算方面已有廣泛應(yīng)用,由于機(jī)體結(jié)構(gòu)和受載復(fù)雜,這種方法還未能成熟地應(yīng)用于機(jī)體強(qiáng)度分析中。本文以某一直列六缸機(jī)為例,結(jié)合多體動(dòng)力學(xué)技術(shù)、油膜潤(rùn)滑計(jì)算、有限元技術(shù)和Pytho

2、n語(yǔ)言編程,對(duì)機(jī)體的強(qiáng)度計(jì)算方法進(jìn)行研究,并對(duì)機(jī)體進(jìn)行可靠性分析,得出該機(jī)型第六主軸承潤(rùn)滑性能較差和第六主軸承壁中部缺口處容易破壞的結(jié)論。
　　 本文的主要研究?jī)?nèi)容包括:
　　 1、采用NONL主軸承單元進(jìn)行曲軸機(jī)體耦合多體動(dòng)力學(xué)計(jì)算,并且應(yīng)用EHD2主軸承單元進(jìn)行主軸承油膜潤(rùn)滑計(jì)算,比較這兩種單元計(jì)算結(jié)果的主軸承力,并分析第六和第七主軸承的潤(rùn)滑性能。
　　 2、結(jié)合曲軸機(jī)體耦合的動(dòng)力學(xué)計(jì)算和有限元方法,對(duì)整個(gè)機(jī)

3、體進(jìn)行一個(gè)工作循環(huán)的可靠性分析。從曲軸機(jī)體耦合的動(dòng)力學(xué)計(jì)算結(jié)果中提取出機(jī)體組一個(gè)工作循環(huán)的動(dòng)載結(jié)果,結(jié)合有限元技術(shù),完成機(jī)體強(qiáng)度計(jì)算,并分析整個(gè)機(jī)體的疲勞強(qiáng)度。由于機(jī)體組的應(yīng)力結(jié)果十分龐大,現(xiàn)有的疲勞分析軟件無法直接處理,因此在疲勞計(jì)算之前,采用Python語(yǔ)言編程對(duì)應(yīng)力結(jié)果做了處理,從龐大的機(jī)體組應(yīng)力結(jié)果中,分別提取出機(jī)體和機(jī)座的應(yīng)力結(jié)果并生成兩個(gè)較小的結(jié)果文件,使其能夠?qū)肫谲浖M(jìn)行疲勞分析。
　　 3、結(jié)合主軸承油膜潤(rùn)滑

4、計(jì)算和有限元方法,對(duì)主軸承壁進(jìn)行可靠性分析。從主軸承油膜潤(rùn)滑計(jì)算結(jié)果中提取出軸承總壓結(jié)果,應(yīng)用Python語(yǔ)言編程將軸承總壓映射于主軸瓦網(wǎng)格上,結(jié)合有限元技術(shù)進(jìn)行主軸承壁強(qiáng)度計(jì)算,并完成主軸承壁的疲勞分析。
　　 4、采用靜力學(xué)方法計(jì)算主軸承壁強(qiáng)度,并和動(dòng)力學(xué)方法的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較。發(fā)現(xiàn)采用動(dòng)力學(xué)方法計(jì)算主軸承壁強(qiáng)度得到的最小安全系數(shù)比靜力學(xué)方法要小些,并且獲得的危險(xiǎn)區(qū)域比靜力學(xué)方法更全面。
　　 5、采用升降法進(jìn)行機(jī)體