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《曲轴轴系的结构强度分析与疲劳寿命估算_朱永梅》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、JournalofMechanicalStrength2010,32(6):1018-1021p研究简报p曲轴轴系的结构强度分析与疲劳寿命估算XANALYSISOFSTRUCTURALSTRENGTHANDPREDICTIONOFFATIGUELIFEFORCRANKSHAFTANDLINKMECHANISM朱永梅XX王明强刘艳梨(江苏科技大学机械工程学院,江苏镇江212003)ZHUYongMeiWANGMingQiangLIUYanLi(SchoolofMechanicalEngineering,JiangsuUniversity
2、ofScienceandTechnology,ZhenjiangJiangsu212003,China)摘要将多柔体动力学方法引入到曲轴计算中,建立发动机曲轴轴系的动力学仿真模型,对曲轴轴系进行刚柔耦合多体运动学和动力学仿真,为下一步疲劳寿命计算提供可靠的载荷条件;然后,从曲轴所受的载荷中找出三个载荷比较大的时刻,计算得到其相应时刻的应力和应变分布规律,找出曲轴受力的危险部位,为曲轴的动态强度分析提供数据;最后,结合Ansys有限元分析软件和柯顿-多兰(Certon-Dolan)理论,估算连杆疲劳寿命,同时分析多级载荷加载次序对疲劳寿命
3、的影响,为零部件的主动寿命设计提供参考数据和理论判据。关键词强度疲劳寿命动力学曲轴轴系中图分类号TH123.3AbstractIntroducingmult-iflexib1ebodydynamicstocrankshaftcomputing,adynamicssimulationmodelofcrankandlinkmechanismofanengineisbuilt.Basedontherigidandflexcoupledmodel,ADAMS(automaticdynamicanalysisofmechanicalsys-tem
4、s)isusedtodoakinematicsanddynamicsimulationtogetdynamicloads.Italsoprovidesareliablecharacteristicforthebodyv-ibrationnoiseofnextstep.Thenthebiggerloadsofthreemomentsareidentifiedfromallloads.Thedistributionlawofthestressandstrainofcorrespondingmomentareachievedanditsdan
5、gerouspartsarefoundtoofferdateofdynamicstrengthanalysis.Atlast,com-biningtheAnsysandthetheoryofCerton-Dolan,thefatiguelifeofthelinkiscalculatedandtheaffectionofloadingorderofmultilevelloadstofatiguelifeisanalyzedindetail,whichhaveprovidedthereferenceddataandthetheoryofcr
6、iterionforreliabilitydesign.KeywordsStrength;Fatiguelife;Dynamics;CrankshaftandlinkmechanismCorrespondingauthor:ZHUYongMei,E-mail:zymtt@163.com,Tel:+86-511-84401198,Fax:+86-511-84402269TheprojectsupportedbytheShipbuildingIndustryDefenseTechnologyPre-researchFoundationofC
7、hina(No.07J2.3.2).Manuscriptreceived20090722,inrevisedform20090908.引言曲轴轴系是发动机的主要组件之一,其动力学特性对发动机的工作可靠性、振动、噪声等有较大影响。其受周期性变化的气缸压力和惯性力的共同作用,并对外输出转矩,工作负荷非常大,容易发生断裂等破坏,因此有必要对曲轴进行强度、模态和疲劳寿命等校核。虽然目前很多疲劳可靠性估算模型己经很成熟,并有效地应用于很多领域,但对于柴油机关键零部件,如曲轴、活塞、连杆以及活塞销等,在随机疲劳行为模型及可靠性估算模型的理论研究和应
8、用方面还是有欠缺的。例如文献[1]在实测应力累积频数分布图时忽略应力的先后次序对疲劳的影响。文献[2]提出基于联合仿真的疲劳寿命预测方法预测部件的疲劳寿命,其研究对象为单缸,而实际应用中多缸发动机较多,实
