某柴油机曲轴单拐疲劳试验件断裂失效分析

针对某柴油机曲轴单拐平台弯曲疲劳试验中,曲轴圆角处发生非正常断裂现象,建立曲轴疲劳破坏故障树,从试验载荷过大、曲轴本体结构设计强度不足、曲轴制造缺陷等方面进行排查。最终确定导致曲轴单拐圆角失效的主要原因为圆角表面存在氧化腐蚀坑。分析结果为曲轴设计、生产过程控制及后续质量验收提供了重要依据。     

高强度连杆轻量化设计研究

从优化外形结构、减轻质量和减缓过渡区应力集中的目的出发,基于有限元计算,分析了某型强载柴油机连杆结构的优化对改进应力分布、减轻质量以及提高结构强度和刚度的作用。分析表明:连杆结构优化后,在满足高强度应用的同时,质量减轻约8 kg,连杆螺栓连接部位的应力集中区域得到显著改善,连杆外形更有利于锻造加工。柴油机耐久试验考核表明,优化后的连杆结构强度和刚度满足使用要求。     

柴油机配气滚轮浮环轴承润滑特性优化研究

为研究配气机构滚轮浮环衬套动态载荷、运动与润滑特性的内在联系，以某高指标船用柴油机配气机构排气滚轮浮环轴承为对象，考虑动态载荷、弹性变形，建立了润滑仿真模型。研究了浮环衬套供油、间隙匹配、浮环衬套厚度等关键结构参数对滚轮浮环轴承动态润滑特性的影响规律。结果表明：浮环衬套周向油槽能增加供油流量，但对内圈油膜厚度、油膜压力不利；浮环衬套间隙匹配对内外圈油膜影响规律不同，但优化匹配方案能有效改善油膜厚度、油膜压力、平均热载等润滑特性；适当减薄浮环衬套厚度，也对润滑特性有益。     

船舶发动机结构设计发展趋势

随着船舶发动机强化指标提升,缸盖、活塞等受热零部件以及活塞环、气阀、轴瓦等关键摩擦副的工作条件更加严劣,如何保证上述零部件的可靠性是发动机设计开发的关键。从受热零部件高可靠性设计、摩擦学设计及柔性可变技术等方面介绍了船舶发动机结构设计的最新研究进展。     

船用柴油机主轴承盖对轴承油膜润滑的影响研究

基于AVL Excite PU软件,采用弹性流体动力学耦合有限元法对某20V船用柴油机主轴承油膜进行了仿真分析。研究了不同材料、不同结构的主轴承盖对油膜润滑工作状态的影响。结果表明:同样结构的主轴承盖,采用铁材料比钢材料对轴承润滑更加有利;主轴承盖承压面两侧挖槽,在保证刚度的前提下,可以有效降低主轴承边缘压力峰值和平均热载峰值。     

某柴油机滤清器支架的仿真计算及结构优化

针对某型柴油机在工作过程中出现的滤清器支架失效问题,采用ABAQUS、FEMFAT等软件对该支架进行有限元分析。通过模态分析评估支架是否存在共振风险;通过静强度和疲劳寿命校核,评估支架是否存在疲劳失效风险。在此基础上对原支架结构进行了优化。改进后的支架随整机通过了可靠性试验验证。结果表明:支架优化方案合理,能够满足使用要求。     

某柴油机连杆底孔失圆问题分析与解决措施

针对某柴油机连杆大端底孔失圆问题,从连杆刚度、连杆与连杆螺栓材料、装配润滑剂选择及运行状态等几方面进行分析.结果表明:润滑剂选择不当导致拧紧过程中连杆螺栓与大端盖贴合面拉毛,摩擦系数增大,装配预紧力与加工预紧力不一致,最终导致底孔失圆.更换润滑剂后,该问题得到解决.     

大功率船用柴油机活塞顶裙结合面微动磨损抑制方法

针对某中速大功率柴油机活塞顶和裙部结合面出现微动磨损的情况,采用接触有限元方法对活塞顶和裙部结合面的应力和变形进行计算,采用Ruiz准则预测微动磨损程度和微动疲劳损伤。从结合面结构设计要素中的锥面高度、外支撑和泄荷槽等因素研究活塞顶裙结合面微动磨损抑制的影响规律并进行试验验证。试验结果表明,采用外支撑、泄荷槽以及合适的锥面高度对结合面微动磨损均有较好的抑制效果。     

柴油机冷却水单向阀结构强度分析及优化

以某柴油机为例,采用流固耦合方法分析并优化冷却系统单向阀结构强度。采用CFD仿真方法分析工作状态下单向阀阀板的开度和受力情况,为单向阀结构强度评估提供边界条件。根据结构疲劳强度仿真结果形成优化方案,经仿真结果验证,该优化方案可提高单向阀结构的疲劳安全因数。     

基于微动特性的组合活塞顶和裙部结合面优化设计

针对某柴油机活塞顶和裙部结合面上出现的微动磨损现象,建立了活塞的有限元模型,根据Archard磨损计算模型和微动疲劳参数(SWT),通过分析工作循环不同时刻接触面上的应力以及相对滑移分布,获得接触面上微动磨损参数(FD)和SWT,并且微动磨损参数的分布与试验现象吻合.为了提高微动疲劳寿命,以SWT为优化目标,对裙部结合面母线进行了优化设计,得到的优化型面使SWT显著下降,改善了接触面的微动疲劳性能.