機(jī)體-主軸承蓋接觸結(jié)構(gòu)的微動疲勞試件及裝夾機(jī)構(gòu)設(shè)計開題報告(編輯修改稿)
2025-02-17 16:18 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 動疲勞現(xiàn)象進(jìn)行了分析研究，在分析過程中，運(yùn)用ABSQUS軟件對發(fā)動機(jī)的兩個工作循環(huán)過程做了瞬態(tài)計算分析，在計算結(jié)果的基礎(chǔ)之上，分別通過計算臨界面疲勞參數(shù)SWT（Smith，Watson與Topper）和FS（Fatemi與Socie）的最大值，預(yù)測了機(jī)體主軸承蓋接觸面微動疲勞裂紋萌生的位置，并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對照，結(jié)果表明，F(xiàn)S參數(shù)預(yù)測所得疲勞裂紋萌生位置與實(shí)際結(jié)果有著良好的一致性，然后結(jié)合FS參數(shù)研究了發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、軸瓦裝配過盈量、螺栓預(yù)緊力以及平衡軸系統(tǒng)對機(jī)體主軸承蓋接觸面微動疲勞發(fā)生概率的影響規(guī)律，預(yù)測了機(jī)體橫隔板上微動疲勞裂紋萌生的位置，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對照，兩者取得了良好的一致性。 微動疲勞國內(nèi)研究現(xiàn)狀 國內(nèi)微動摩擦學(xué)的研究起步較晚，20世紀(jì)70年代，國內(nèi)才開始出現(xiàn)微動一詞，真正的研究直到80年代才開始，但也缺乏系統(tǒng)深入的研究。目前，國內(nèi)微動疲勞研究走在最前沿的主要是西南交通大學(xué)的周仲榮教授等。 微動疲勞國內(nèi)研究現(xiàn)狀。 1）微動橋試樣微動疲勞國內(nèi)研究現(xiàn)狀 在方足橋試樣微動疲勞研究方面，國內(nèi)有不少的學(xué)者作了大量的研究。1993年，西安石油學(xué)院的高護(hù)生等研究了接觸壓力對微動疲勞強(qiáng)度的影響，結(jié)果表明，接觸壓力增大，微動疲勞極限下降，當(dāng)下降到一定程度時不再變化【12】；1996年，朱如鵬等以橋式試件和榫聯(lián)接試件為研究對象，在高低周復(fù)合載荷作用下進(jìn)行了微動疲勞試驗(yàn)，提出了將微動疲勞中的力學(xué)參數(shù)分為應(yīng)力狀態(tài)參數(shù)和微動摩擦參數(shù)兩類的新設(shè)想，并建立了構(gòu)件在受高低周復(fù)合載荷和受微動作用時的微動疲勞壽命預(yù)測公式；2003年，西南交通大學(xué)的趙華、周仲榮等應(yīng)用有限元方法，分析了圓柱/平面接觸區(qū)域內(nèi)的應(yīng)力分布【13】；2006年，西北工業(yè)大學(xué)的劉軍、劉道新等應(yīng)用ANSYS軟件研究了方足橋試樣表面上的應(yīng)力分布狀態(tài)，以及名義接觸壓力、循環(huán)載荷、摩擦因數(shù)等影響因素對接觸面接觸狀態(tài)和接觸應(yīng)力分布的影響規(guī)律，成功預(yù)測了微動疲勞裂紋萌生的位置，研究了磨損程度對微動區(qū)接觸狀態(tài)和接觸應(yīng)力的影響，提出了基于斷裂力學(xué)基礎(chǔ)的微動疲勞裂紋擴(kuò)展壽命估算方法【14】；2007年，浙江工業(yè)大學(xué)的周文等研究了摩擦系數(shù)對微動疲勞的影響規(guī)律【15】；2009年，空軍工程大學(xué)的李啟鵬等運(yùn)用ANSYS軟件分析了平面/平面接觸的微動疲勞，考察了微動疲勞受剛度系數(shù)、材料特性等的影響【16】；同年，河南理工大學(xué)的孫明俊等提出了在進(jìn)行有限元分析時，接觸區(qū)域微動接觸狀態(tài)的判定方法【17】；2010年，西南交通大學(xué)的沈火明、劉娟等主要分析了徑向微動磨損過程中的力學(xué)行為和損傷機(jī)理，通過數(shù)值模擬，得到了微動疲勞受材料副、摩擦系數(shù)的影響規(guī)律【18】；同年，海軍航空工程學(xué)院的楊茂勝等以圓柱/平面接觸模型為研究對象，對其進(jìn)行了有限元分析，得到了不同影響因素下應(yīng)力強(qiáng)度因子（SIF）隨裂紋擴(kuò)展歷程變化規(guī)律的曲線【19】。 2）、機(jī)體主軸承蓋接觸面國內(nèi)研究現(xiàn)狀 2002年，北方發(fā)動機(jī)研究所的馬玉生等以某高速大功率柴油機(jī)為研究對象，針對在樣機(jī)強(qiáng)度考核試驗(yàn)中出現(xiàn)的橫隔板斷裂問題，采用多種手段對斷裂原因進(jìn)行了分析研究，得出結(jié)論，同樣認(rèn)為微動疲勞是機(jī)體橫隔板失效的主要原因，并有針對性地提出了以下幾條改進(jìn)措施：增加主軸承蓋的寬度和長度；提高鑄造和機(jī)械加工的質(zhì)量；適當(dāng)加大曲軸平衡重，最大限度地減小曲軸的內(nèi)力矩，避免或減小工作時因曲軸彎曲變形對機(jī)體橫隔板扇動的影響；增大箱體下沉量或主軸承蓋采用框架結(jié)構(gòu)，以提高箱體的剛度【20】；2006年，北方發(fā)動機(jī)研究所的魏志明、譚建松等采用有限元計算、斷口分析、試驗(yàn)等多種手段對機(jī)體主軸承蓋接觸面上的微動疲勞進(jìn)行了分析，從微觀角度揭示了微動磨損對機(jī)體可靠性的影響，并提出了采用框架式主軸承
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