高強(qiáng)化柴油活塞多軸機(jī)械疲勞壽命預(yù)測方法研究.pdf

1、活塞是內(nèi)燃機(jī)最得要的部件之一，在工作過程中，由于受到燃?xì)鈮毫Α⑼鶑?fù)慣性力和側(cè)推力等周期性機(jī)械載荷的作用，常常導(dǎo)致活塞銷座處產(chǎn)生裂紋、環(huán)槽的早期磨損等等，直接系到內(nèi)燃機(jī)的工作可靠性和使用和使用耐久性。因此，對活塞進(jìn)行疲勞壽命預(yù)測是十分必要的。
　　論文建立了機(jī)械載荷條件下的活塞組合結(jié)構(gòu)瞬態(tài)有限元分析模型，得到了活塞的多軸應(yīng)力分布以及應(yīng)力隨時間的變化歷程，為疲勞載荷譜的建立提供了基礎(chǔ)。采用FE-safe軟件，基于臨界平面的最大主應(yīng)力法

2、理論分別采用goodman修正法、gerber修正法對活塞進(jìn)行了多軸疲勞壽命預(yù)測，探計了結(jié)構(gòu)表面粗糙度對壽命的影響，為結(jié)構(gòu)抗疲勞設(shè)計提供依據(jù)。
　　首先，建立活塞組的三維模型，包括活塞、活塞銷和連桿等模型的建立，活塞組材料的選擇，采用ANSA進(jìn)行網(wǎng)格的劃分。其次，對活塞進(jìn)行機(jī)械載荷下的瞬態(tài)有限元分析，對模型建立接解邊界，即對活塞銷座-銷孔襯套、銷孔襯套-活塞銷、活塞銷-連桿襯濤和連桿建立接解邊界；對模型建立約束邊界，對在活塞銷座上

3、部施加全約束，連桿的下端面進(jìn)行全約束，在活塞的1/4對稱面施加對稱約束;對模型施加載荷邊界，即在活塞頂面施加燃?xì)鈮毫?，對活塞施加往?fù)慣性力；然后設(shè)置載荷步，載荷步的類型為斜坡載荷，通過逐步積分法中的完全法對活塞進(jìn)行了瞬態(tài)分析，確定活塞應(yīng)力最大部位。最后，利用ANSYS/FE-SAFE對活塞進(jìn)行壽命預(yù)測研究，將ANSYS的應(yīng)力結(jié)果導(dǎo)體育FE-SAFE中，編制載荷譜，根據(jù)材料的seeger近似算法定義材料的疲勞參數(shù)，選取最大主應(yīng)力方法，估算