船舶柴油機(jī)橡膠隔振器疲勞分析及壽命研究.pdf

1、橡膠隔振器作為船舶柴油機(jī)的主要隔振元件，在隔離振動(dòng)的同時(shí)，還起到隔離沖擊的作用。橡膠隔振器在工作中除了受到很大的靜載荷，還受到柴油機(jī)工作過(guò)程中長(zhǎng)時(shí)間的交變載荷，以及沖擊載荷，從而會(huì)產(chǎn)生疲勞。橡膠材料在工程中被廣泛應(yīng)用，但是對(duì)其疲勞的研究和了解尚不是很成熟。國(guó)內(nèi)外研究機(jī)車橡膠隔振元件的較多，研究船舶隔振器疲勞的很少。研究船舶柴油機(jī)橡膠隔振器在長(zhǎng)期機(jī)械載荷下的疲勞分析和壽命預(yù)測(cè)，具有重要的實(shí)用價(jià)值和意義。
　　 本文結(jié)合有限元和多體

2、動(dòng)力學(xué)理論，以6L/1624柴油機(jī)隔振器為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行了靜態(tài)和動(dòng)態(tài)應(yīng)力響應(yīng)分析，在此基礎(chǔ)上采用裂紋成核法對(duì)隔振器進(jìn)行了疲勞分析，分析了不同形式載荷對(duì)隔振器疲勞的影響。具體研究?jī)?nèi)容包括:
　　 (1)討論橡膠材料的彈性理論，通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合得到合適的隔振器橡膠材料本構(gòu)模型參數(shù)，并通過(guò)啞鈴橡膠試片的靜態(tài)有限元分析和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比驗(yàn)證了本構(gòu)模型的精確性，確定在有限元分析中橡膠材料采用Ogden5階本構(gòu)模型。
　　 (2)在

3、ADAMS/engine中建立6L16/24柴油機(jī)隔振系統(tǒng)模型，通過(guò)多體動(dòng)力學(xué)仿真得到作用在隔振器上的動(dòng)態(tài)載荷及其位移。搭建試驗(yàn)系統(tǒng)測(cè)量了該柴油機(jī)隔振器的動(dòng)態(tài)位移，找到位移隨轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的變化規(guī)律，同時(shí)驗(yàn)證了仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性。
　　 (3)建立隔振器三維有限元模型，利用非線性有限元軟件MSC.Marc對(duì)隔振器進(jìn)行靜態(tài)特性分析，得到其垂向和橫向靜態(tài)剛度，結(jié)合設(shè)計(jì)剛度與試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了有限元模型的準(zhǔn)確性，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了靜態(tài)載荷載下和

4、動(dòng)態(tài)載荷下隔振器的應(yīng)力分析。
　　 (4)借助MSC.Fatigue平臺(tái)，基于裂紋成核法，采用最大柯西主應(yīng)力作為疲勞評(píng)價(jià)參數(shù)，分別采用準(zhǔn)靜態(tài)壽命方法和基于瞬態(tài)有限元結(jié)果進(jìn)行隔振器的疲勞壽命預(yù)測(cè)，并考慮了多軸載荷，發(fā)現(xiàn)使用兩種方法得到的疲勞壽命較一致。采用準(zhǔn)靜態(tài)壽命法分析了載荷幅值和均值對(duì)隔振器壽命的影響，發(fā)現(xiàn)前者影響較大，并進(jìn)行了隔振器在實(shí)際多軸載荷下的疲勞分析。
　　 (5)基于瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)軟件MSC.Dytran分析了