柴油機曲軸軸承潤滑狀態(tài)及動態(tài)強度計算研究.pdf

1、曲軸是柴油機中最重要的零部件之一，它承受復(fù)雜、交變的沖擊載荷，它的工作性能直接影響到柴油機的工作可靠性、經(jīng)濟性及整機壽命，對柴油機曲軸軸承潤滑和動態(tài)強度研究具有著重要的意義。通過曲軸軸系的多體動力學(xué)分析，可以預(yù)測曲軸軸系的振動、潤滑特性及動態(tài)強度等，為曲軸的優(yōu)化設(shè)計奠定基礎(chǔ)。
　　 傳統(tǒng)分析方法的簡化難以滿足實際的需要，本文運用有限元法和多體動力學(xué)仿真相結(jié)合的方法，對6L16/24柴油機曲軸軸系進行動力學(xué)仿真分析。首先建立了柴油

2、機曲軸軸系多體動力學(xué)模型，進行曲軸的動力學(xué)仿真計算，通過曲軸扭轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)速波動等仿真結(jié)果，驗證了多體動力學(xué)模型的正確性。然后進行曲軸軸承的潤滑仿真計算，得到一個工作循環(huán)的軸承載荷、最小油膜厚度、最大油膜壓力、摩擦功耗和軸心軌跡等，據(jù)此可以判斷軸承的潤滑性能。仿真計算充分考慮了軸承座、軸瓦的彈性變形及軸頸、軸瓦表面粗糙度因素的影響，采用有限差分法與有限元法相結(jié)合對軸承的油膜壓力、油膜厚度、彈性變形、表面粗糙度進行了耦合分析。同時，分別以軸承間

3、隙、潤滑油溫度、潤滑油供油壓力等參數(shù)對柴油機曲軸軸承彈流潤滑性能影響因素進行了詳細研究，結(jié)果表明上述參數(shù)對軸承潤滑性能均具有顯著的影響作用，充分考慮這些影響因素有助于軸承的優(yōu)化設(shè)計。
　　 最后，提取EXCITE多體動力學(xué)仿真獲得的動態(tài)載荷文件，由Nastran進行應(yīng)力恢復(fù)，對曲軸進行應(yīng)力應(yīng)變分析，該方法避免了傳統(tǒng)分析方法動態(tài)加載的復(fù)雜過程。計算表明，曲軸的最大應(yīng)力在其許用應(yīng)力范圍內(nèi)，且變形小，曲軸的剛度足夠。不同時段最大應(yīng)力均