连杆小头衬套松动问题的热弹塑性力学分析.pdf

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1、连杆小头衬套松动问题的热弹塑性力学分析姜雪2015年6月中图分类号：UDC分类号：连杆小头衬套松动问题的热弹塑性力学分析作者姓名：姜雪学院名称：机械与车辆学院指导教师：廖日东教授答辩委员会主席：张卫正教授申请学位：工程硕士学科专业：车辆工程学位授予单位：北京理工大学论文答辩日期：2015年6月Thermalelastic-plasticanalysisonthelooseningmechanismofabushpress-fittedinthesmallendofaconnectingrodCandidateName：JiangXueSchoolorDepartm

2、ent:MechanicalEngineeringFacultyMentor:Prof.RidongLiaoChair,ThesisCommittee:Prof.WeizhengZhangDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor:VehicleEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence:June,2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位

3、论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要随着柴油机强化程度的日益提高，连杆小头的工作环境变得更加恶劣。在承载过程中，与连杆小头过盈装配的衬套常常出现松脱、磨损、烧蚀等失效状况。本文针对连杆小头衬套松脱问题，从热弹塑性力学角度，通过理论分析、数值仿真以及实物试验等多种途径，探讨连杆小头衬套松脱的机理及关键影响因素。主要研究内容如下：（1）针对过盈配合的双厚

4、壁圆筒，采用弹性材料、双线性强化材料、幂指数强化材料模型，从弹塑性力学的角度分析其在装配、升温、降温过程中的受力情况，得到内筒和外筒的应力解析解。（2）建立了过盈配合双厚壁圆筒的轴对称有限元模型，不同材料和条件计算出的结果与解析解互相映证，得到了内外筒间接触压力在温升影响下会下降的结果。（3）在有限元软件中建立连杆与衬套的三维有限元模型，详细分析了不同温升使衬套产生的塑性应变的情况，并研究了温升对连杆小头与衬套间的接触压力、衬套应力分布的影响规律。（4）开展了连杆（含衬套）试件的升温—降温实验，对比不同材料的衬套、不同形式的衬套（单双油孔）在不同温升下发生松动的情

5、况，验证了有限元软件分析中得到的结论。关键词：连杆衬套，连杆，衬套松脱，热弹塑性分析，有限元法北京理工大学硕士学位论文AbstractWiththecontinuousstrengtheningofthedieselengine,thesmallendofaconnectingrodsuffersfrompoorerworkingconditions.Duringtheprocessofloadbearing,thebushinterferencefittedinthesmallendofaconnectingrodmayrunoutwithloosening,w

6、earingdownanderosionfailureforms,etc.Onaccountofthat,athermalelastic-plasticanalysisonthelooseningofabushpress-fittedinthesmallendofaconnectingrodwillbedoneinthispaper,studyingthemechanismsandkeyfactorsoflooseningthroughtheories,softwaresimulationandexperiments.Themaincontentsareasfol

7、lows:(1)Takinganinterferencefitteddoublethickwalledcylinderasamodel,theoreticallyanalyzeitsstressstatesfromtheprocessof“assembling-heating-cooling”basedonthermalelastic-plasticitymechanism,separatelyusingelasticmaterial,linearstrengtheningmaterialandpowerexponentstrengtheningmaterial.

8、(2)Th