基于有限元的柴油机连杆双轴疲劳失效分析

针对某型高功率密度柴油机连杆在部件级疲劳强度考核试验中的失效情况,对该连杆在装配工况及极限拉、压工况条件下的应力场进行了有限元计算分析。有限元计算结果显示连杆小头孔底部的承压区属于典型的双轴应力状态。采用基于有限元的虚拟疲劳寿命预测方法,对连杆疲劳破坏的危险位置实现了较准确的预估,寿命预估误差小于10.8%,表明采用Mises等效应力为评价参量的FE-SAFE双轴寿命预估精度在工程上是可以接受的。     

基于应变-寿命理论的曲轴疲劳分析研究

基于曲轴的的弯曲疲劳试验载荷对曲轴进行有限元模拟,并运用应变-寿命理论预测了曲轴在弯曲疲劳试验条件下的疲劳寿命。为保证计算的准确性,对曲轴的淬火残余应力进行了测量,并将测试结果应用于疲劳寿命计算中。计算结果与试验结果的对比表明:计算寿命大多数点落在了试验寿命3倍的分散带内。针对曲轴存在较高的淬火残余压应力的受力特点,对现有的计算模型进行了有针对性的修正,修正模型的计算结果基本都落在了试验数据2倍的分散带内。     

柴油机连杆疲劳强度研究

本文通过CAE仿真分析与疲劳试验相结合的方法对某柴油机连杆疲劳特性进行了研究,根据柴油机连杆在工作状态下的受力状况,对其进行了拉压工况下的有限元计算,计算了连杆结构的应力分布特性,获得连杆结构中相对薄弱的疲劳区域;同时按照一定的强化要求对其进行拉压疲劳试验,分别获得大小头部位的载荷与疲劳寿命的关系,最后对连杆疲劳断裂部位进行断口分析。     

工作状态下连杆的疲劳强度计算

研究发动机运行工况对连杆疲劳强度的影响。采用有限元疲劳计算方法,并用Python语言编写一套基于ABAQUS有限元软件的脚本程序,实现连杆有限元疲劳寿命分析中,动载荷的计算、载荷的自动加载及基于临界平面法疲劳计算理论的疲劳强度计算。计算中全面考察了油膜压力、各种惯性力等对连杆疲劳强度的影响。计算结果更能反映工作状态下的连杆实际受力情况。     

基于有限元法的连杆多轴应力研究

在对连杆的疲劳寿命进行预测时,为了能够提供正确的边界条件,以某型柴油机连杆为研究对象,运用有限元分析软件,采用直接积分法对其进行额定工况下三个循环的瞬态计算,最后考察经计算得到的连杆各部位应力状态。结果表明:连杆在工作时,考察部位既有单轴应力载荷,又有多轴应力载荷,同时在多轴载荷中比例载荷与非比例载荷都有出现。该方法对连杆进行寿命分析时提供了重要的参考依据。     

内燃机连杆动应力有限元计算

本文介绍了内燃机连杆动应力有限元数值分析的一种准静态方法及其计算程序。文中以一台高速柴油机连杆的计算分析及其与电测的对比分析为例,证实了此方法在连杆结构强度和疲劳安全性能等方面的预测是有效的。文中介绍了作者提出的基于连杆多质量代替系统的连杆动力学计算方法,并与传统的连杆二质量代替系统动力学计算方法所得的连杆应力有限元计算结果作了比较。     

机车车体关键部件的疲劳寿命预测与试验验证

利用多体动力学和有限元结合的方法对机车车体的关键部件进行疲劳寿命预测,首先建立机车整车的多体系统动力学模型,根据设定的工况计算得到机车车体关键部件的载荷时间历程,结合有限元计算得到的车体结构的应力应变结果和材料疲劳特性曲线,基于疲劳损伤理论,利用准静态法对机车车体关键部件的疲劳寿命进行预测。然后利用机车线路试验结果与仿真结果进行对比分析,结果表明准静态法作为预测机车车体疲劳寿命的一种工程应用方法是可行的。     

柴油机连杆结构强度仿真及试验研究

对某柴油机连杆进行静强度试验研究,得到了连杆的应力分布情况。利用三维实体建模软件对连杆总成进行实体建模,通过有限元软件对其进行静力分析,仿真结果与试验结果吻合。利用仿真结果对连杆进行了疲劳安全分析,确定其结构的可靠性。     

新的蠕变-疲劳耦合损伤下活塞热-机疲劳寿命预测方法

建立了一种新的蠕变-疲劳非线性耦合损伤下铸铝合金材料热-机疲劳寿命预测模型,开展了铸铝合金材料力学性能与蠕变-疲劳试验测试,对寿命预测模型进行了验证.其次,对比活塞热-机耦合有限元计算结果与温度场测试结果,对有限元模型进行了验证.最后,用新的热-机疲劳寿命预测模型对活塞的热-机疲劳寿命进行了预测.结果表明：新的蠕变-疲劳寿命预测模型预测结果均位于2倍误差带内,该模型具备良好的寿命预测能力;活塞热-机蠕变-疲劳耦合损伤中蠕变损伤占比较大,约为53.9%;活塞热-机蠕变-疲劳耦合损伤关键区域位于活塞销座与加强肋连接处,活塞在热-机载荷耦合作用下的热-机疲劳循环寿命为4 290,满足可靠性要求.     

基于多体动力学和有限元分析的汽油机连杆疲劳强度计算

基于AVL公司的Excite Power Unit软件进行连杆的多体动力学计算,得到连杆小头在发动机一个循环下的一维受力曲线,然后采用Abaqus软件进行连杆的有限元分析,得到连杆的三维应力分布,最后利用MSC.Fatigue软件导入多体动力学计算结果和有限元应力分布结果进行疲劳安全系数计算,得到疲劳安全系数的分布,从而为发动机连杆的优化设计建立基础。     

柴油机连杆螺栓方案优选研究

针对四种不同的连杆螺栓方案,运用ANSYS软件对其进行强度和刚度分析,并进行了疲劳寿命分析。结果表明,四种方案均满足强度要求,但相对而言,第二种方案是最优的,而且疲劳寿命分析也证明这一点;连杆螺栓的预紧力对其疲劳寿命的影响较大。     

发动机连杆的瞬态响应计算

本分析了发动机连杆在工作过程中的受力状况，应用ＭＳＣ／ＮＡＳＴＲＡＮ软件计算了发动机连杆在一个运动周期内受随时间变化的气缸爆发压力，往复惯性力和固定不变的螺栓预紧力时的响应应力，给出了连杆上５个代表性应力区的应力－时间变化曲线和连杆在工作过程中可能受破坏的危险区域，并根据疲劳寿命与应力载荷之间的关系，对危险区域计算出连杆在９５％存活率下的使用寿命大于１０＾１０次，该连杆满足使用寿命要求，通过对连     

某柴油机连杆三维有限元分析

柴油机连杆在工作过程中承受复杂的载荷,因此需要具有较高的抗疲劳强度和结构强度。以3L16CR高压共轨柴油机连杆为研究对象,根据受载情况对其进行有限元分析,经过结构强度和疲劳强度分析计算得到连杆应力分布、应变、安全系数和疲劳寿命。为柴油机连杆的强度计算以及可靠性设计提供了依据。     

某双燃料发动机的连杆CAE分析及优化设计

针对某型号天然气/柴油双燃料发动机,在其连杆的设计和开发过程中,运用ABAQUS和FEMFAT软件对连杆进行CAE分析,原设计连杆接触分析显示接触开度不满足安全要求。为此对连杆进行优化设计,优化后的连杆CAE分析表明:连杆杆身与大端接触面采用弧形设计能有效解决连杆接触开度问题,且优化后的连杆变形、接触应力及高周疲劳(high cycle fatigue,HCF)强度都在许用范围之内,满足设计安全需要。这一结论可为提高双燃料发动机的设计安全性提供有效的科学方法和可靠的理论依据,并为后续连杆装机验证提供有力的理论支撑。     

柴油机喷油泵接头疲劳寿命的有限元分析

为查找某型柴油机喷油泵接头疲劳失效的原因,利用有限元软件ANSYS和FE-SAFE相结合的方法,开展了表面粗糙度对零件疲劳寿命及疲劳安全系数影响的研究分析,并与试验结果进行了比较。分析结果表明,计算结果与试验检测结果较为一致,零件表面的粗糙度等级对其疲劳寿命的影响很大,在设计时应予充分考虑。分析结果可为表面设计及加工工艺改进提供参考依据。     

基于动力学仿真和有限元分析的柴油机连杆寿命研究

针对新泻PA5型柴油机经常发生连杆切口啮合齿疲劳失效的故障,在曲轴连杆组件动态仿真和连杆有限元分析的基础上对连杆切口部位的疲劳寿命进行了计算和分析。分析结果表明:由于在齿形处存在比较严重的应力集中,导致局部尤其是齿根处的寿命较低。建议在运行12 000-24 000 h后应注意疲劳裂纹的检查,以避免失效故障的发生。     

内燃机连杆应力分析及可靠性优化设计

本以６缸柴油机为例，在有限元法，可靠性设计法及优化设计法的基础上，提出了连杆可靠性优化设计方法，使连杆疲劳可靠性从０．９９９１１２提高到０．９９９９９７，小头最大变形收缩量下降了３０％。     

12VPA6舰用柴油机曲柄连杆机构冲击响应分析

以曲柄连杆机构为例,基于有限元和多刚体动力学模拟,提出了对于正常运转下的柴油机零部件进行冲击响应的计算方法。运用visual Nastran for desktop(VN4D)和Pro/E软件,采用“瞬时结构假定”,计算了机构部件的冲击响应。结果表明:连杆满足抗冲击要求,曲轴的临界冲击载荷约为10倍的重力加速度,柴油机需要进行抗冲击保护。