连杆衬套磨损量预测的数值仿真研究

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1、中北大学学位论文连杆衬套磨损量预测的数值仿真研究摘要柴油机连杆衬套是联接连杆与活塞的滑动轴承，在工作过程中承受着高比压、热负荷，且润滑不良，它的性能直接影响着柴油机的使用寿命。强力旋压连杆衬套具有承载能力大、表面硬度高及稳定性好的特点，是理想的大功率高速柴油机连杆衬套。开展对其可靠性研究，具有重要的理论意义及实用价值。本文通过正交试验的设计方法设计了9组不同工况下的7小时往复摩擦磨损试验，借助于连杆衬套-活塞销往复摆动摩擦磨损试验机，使用真实的活塞销、连杆及连杆衬套，通过调整连杆衬套与活塞销的配合间隙和试验机的转速、载荷以及润滑油的滴油频率，模拟柴油机工

2、况下连杆衬套的磨损情况，得出了9个试件的磨损质量和内径标记点磨损量。通过数学上多元二次回归的方法对试验数据加以分析，得出了影响连杆衬套磨损量的参数显著性规律。由于完成连杆衬套往复摩擦磨损试验需要消耗一定的人力、物力和财力，并且往复摩擦磨损试验机在转速上无法达到柴油机实际工况所具有的1500r/min外特性最大转矩工况转速和2200r/min标定工况转速。因此，笔者使用BP神经网络的前向型函数结合往复摩擦磨损试验机的试验结果建立了预测连杆衬套磨损量的模型，通过同已有的试验数据变化趋势对比，结合发动机工况理论分析发现预测的结果与试验数据有较好的一致性，基本能

3、够预测往复摩擦磨损试验机在高转速工况下的连杆衬套磨损量。同时，根据所预测的磨损量，提出了能够估算连杆衬套沿时间轴上的磨损量计算公式。最后，通过ANSYS软件对施加不同瞬时载荷时的连杆衬套内表面进行应力分析，得出了连杆衬套在该瞬时载荷和间隙下的等效应力集中和易磨损区域图。为以后连杆衬套进行可靠性分析提供了理论和仿真依据。关键词：连杆衬套，磨损量，BP神经网络，数值仿真I中北大学学位论文NumericalsimulationstudyofrodbushingwearamountpredictionAbstractRodbushingasaslidingbea

4、ringisusedtoconnectrodandpistonindiesel,andSufferedhighspecificpressure、heatloadandPoorlubricationintheworkingprocess，itsperformancedirectlyaffectsthelifeofdieselengines.Powerspinningrodbushinghasthecharacteristicsofloadcapacity、highsurfacehardnessandgoodstability,anditisidealfor

5、high-powerandhigh-speeddieselengineconnectingrodbushing.Tocarryoutitsreliabilitystudyhasimportanttheoreticalsignificanceandpracticalvalue.Inthispaper,theorthogonaltestdesignmethodwasusedtomakeout9groupsdifferentconditions7hoursreciprocatingfrictionandweartest.Basedonrodbushing-pi

6、stonpinswingbackandforthfrictionandweartester,usedrealpistonpin、connectingrodandrodbushing,byadjustingthegapofrodbushingandpistonpin、testerspeed、lubricantsdripfrequency,bysimulatingrodbushingwearconditionsindiesel,obtainedninespecimenswearqualityandwear-amountoftheinnerdiameterof

7、themarkerfinally.Themultivariatequadraticregressionmethodwereusedtoanalysistestdata,andthenreachtheconclusionofparametersignificantlawofaffectionofwear-amountofconnectingrodbushing.Sinceitrequiredcertainhuman、materialandfinancialresourcestocompletereciprocatingrodbushingfrictiona

8、ndweartest,anddieselactualworkingconditi