曲轴模型的构建及滚压强度分析

为确定圆角滚压提高曲轴疲劳强度和综合机械性能的情况,从曲轴圆角滚压强化原因、工艺过程、滚压变形影响因素等方面,构建了Q485曲轴模型,提出了一种基于ANSYS的曲轴滚压强度分析方法,在材料疲劳破坏特性的理论基础上,对曲轴的圆角滚压进行理论分析,得出曲轴在静态载荷及滚压条件下的受力云图及变形。     

基于ABAQUS的曲轴圆角滚压数值分析

依据曲轴圆角滚压加工工艺过程在ABAUQS中建立了滚压有限元模型,分析了几种不同滚压力作用下的最大残余应力及曲拐变形情况,得出了其随滚压力的变化规律,可为滚压加工时滚压力的选取提供参考并有助于后续的曲轴疲劳寿命分析。     

基于ANSYS的曲轴圆角滚压有限元仿真分析

根据曲轴圆角滚压加工过程,采用ANSYS/Workbench仿真软件建立相应的有限元模型,通过改变滚压力和滚压圈数对比分析曲轴滚压后的应力和应变分布状况,为曲轴圆角滚压参数的设置提供参考.仿真结果表明,合理的滚压力可以有效地提高滚压后产生的残余压缩应力和应变,合理的滚压圈数可以在保证有效压缩应力和应变的情况下减少滚压圈数,提高加工效率.     

基于ANSYS的曲轴圆角滚压特性分析

根据曲轴圆角滚压加工过程,文章采用ANSYS/Workbench仿真软件建立了曲轴滚压有限元简化模型,施加了相应的边界条件,进行了曲轴圆角滚压强化加工数值模拟,得到了滚压加工后圆角处多个角度的应力和应变的分布趋势。仿真结果表明,通过有限元分析方法可以为实际曲轴加工和测试提供参考,并且合理的滚压力能有效地增大滚压后产生的残余压缩应力和应变,提高加工质量。     

提高6130×150柴油机球铁曲轴疲劳强度的试验小结——圆角滚压强化

6130×150球铁曲轴的疲劳断裂较严重,达3%。圆角滚压强化是提高曲轴疲劳强度的一个有力的工艺措施。鉴于圆角滚压工艺参数选择直接影响强化效果的发挥,本工作采用x射线测定残余应力的方法以选择液压工艺参数。试验表明,这是一种经济、有效、而又较可靠的方法。本文指出,在滚压力1吨时,试验曲拐的弯曲疲劳极限较未滚压的提高78%;加大滚压力至1.8吨且向连杆轴颈沉割0.70毫米,疲劳极限较未滚压的约高113%。部分试验成果巳运用于生产。     

球墨铸铁曲轴圆角滚压强化试验研究

陕西汽车制造厂生产的延安250型越野车,载重5吨。该车6130×150柴油机曲轴采用球墨铸铁制造,安全系数偏低(约0.85～0.9左右),实际运转过程中有过断裂现象。面对这种情况,我校与陕汽协作,开展了球墨铸铁曲轴圆角滚压强化试验研究。曲轴是量大面广的基础零部件,提高其使用寿命和可靠性具有一定的普遍意义。6130×150球铁曲轴采用圆角滚压强化提高安全系数,既解决了当前曲轴生产关键,又为该柴油机进一步增压、提高马力,提供技术储备,支持了社会主义建设事业。     

引线矫正过程中矫直行程的研究

从弹塑性力学基本理论出发分析了压力校直过程悬臂梁弯曲的力学特性。建立了挠度与载荷之间的关系式。在此基础上,提出通过把载荷p当作中间量建立初始挠度y0与校直行程y的函数关系来解决引线校直过程中校直行程的确定,进而编制了引线校直行程计算VB程序。通过实例计算与校直实验结果的比较,验证了提出的方法及程序具有较高的求解精度能满足自动精密校直工艺的要求。     

压力校直下压量计算方法的比较分析

校直下压量是压力校直的主要工艺参数。校直下压量有三种计算方法：基于弹塑性理论基础的解析计算方法,有限元方法和经验公式的计算方法。通过实例计算结果与实验数据比较,证实了计算方法的实用性,对开展校直工艺理论研究和开发设计自动校直机具有一定的指导意义。     

基于滚动优化的校直工艺理论及实验研究

在分析细长轴类零件弯曲变形的基础上 ,结合行程控制校直工艺计算方法 ,将多弯曲点轴类零件的校直工艺问题作为一种优化问题进行讨论 ,反向校直弯曲作为约束条件之一 ,利用滚动优化算法 ,实现校直工艺实时预测算法 ,得到实时校直压点、支点和行程信息。实验研究表明 ,此算法满足校直精度要求 ,对全自动校直机设计开发有一定指导意义     

非线性信号用最佳逼近法的校直

本文论述了校直非线性信号的基本原理;介绍了最佳逼近在建立校直变换时的应用;最后,给出了复现校直变换的方法.     

柴油机曲轴系多体动力学仿真分析

基于虚拟样机技术,结合有限元法(FEM)和多体系统仿真(MSS)方法,对柴油机曲轴系进行多体动力学仿真分析。首先建立了包括曲轴柔性体以及活塞连杆组等刚性体在内的三维实体曲轴系多体动力学模型,通过进行曲轴系统在发动机真实工况下的柔性多体动力学仿真计算,得到柴油机主轴承载荷和活塞侧推力等数据。研究结果表明,柔性多体动力学仿真分析结果与实际情况基本相符,可以很好的描述曲轴系动力学特性,从而为内燃机整机振动、噪声分析提供可靠的边界条件。     

基于瞬时动能等效的曲轴系变惯量扭振研究

研究往复运动件变惯量下的曲轴系自由扭振特性. 基于瞬时动能等效原则,提出了单缸变转动惯量的精确求解方法;建立了单、多缸曲轴系统自由扭转振动微分方程,并对系统的扭振特性进行了理论分析;对某一多缸柴油机曲轴系进行了考虑变惯量下的自由扭振数值计算. 结果表明,变惯量的引入会对曲轴系的固有频率、临界转速、扭转角位移等系统扭振特性产生较大的影响.     

基于VB和ANSYS接口的曲轴有限元模型自动生成系统

利用VB及ANSYS的APDL语言,设计开发了通用曲轴有限元模型自动生成系统,总结归类了曲轴的结构特征,实现了曲轴结构尺寸、材料性能和载荷条件的参数化处理。开发了友好、方便、易用的人机交互界面,对ANSYS命令流进行后台封装。系统应用表明,能够减少曲轴研究与设计的工作量,提高曲轴设计的效率和质量。     

航空活塞发动机曲轴系统扭转振动研究

以Lycomig-IO-360航空活塞发动机为研究对象,建立了曲轴系统扭转振动的计算模型,并进行了扭转振动特性计算。针对相同进气压力不同转速和螺旋桨变距两种工况,分析了曲轴系统的扭转振动响应。研究结果表明,相同进气压力时,转速越高曲轴系统扭转振动越强,低进气压力高转速会引起扭转振动显著增强;转速不变而螺旋桨变距会改变曲轴系统的扭转振动,桨距越大扭转振动越强。     

基于磁流变阻尼器的轴系扭振特性研究

针对传统被动硅油减振器调谐范围较窄、不易匹配的问题,基于磁流变液的流变效应,提出并设计了一种应用于轴系扭振半主动控制的磁流变阻尼.根据所设计的磁流变阻尼器结构,推导建立了其力学模型,并对其进行了磁场仿真;然后将其引入到曲轴系统中,建立磁流变阻尼器-曲轴系统耦合模型,利用Newmark法进行数值仿真,获得曲轴系统的扭振响应,并分析作用于磁流变阻尼器上的电流对扭振特性的影响.结果表明:磁流变液板极外的漏磁与磁压降较小,所设计的磁路是有效的;传统的硅油减振器对曲轴6谐次扭振幅值具有较好的抑制作用,但是对4.5谐次扭振效果的抑制不理想,反而使扭振幅值增大;与传统硅油减振器相比,采用磁流变阻尼器可使曲轴系统具有明显的变刚度、变阻尼特性.通过施加合适的电流,可使曲轴系统的扭振幅值在整个工作转速范围内达到最低.      

内结合圆角处含有裂纹的曲轴动力学模型

建立裂纹曲轴的动力学模型,对裂纹曲轴的非线性动力学进行仿真与分析.针对内结合圆角处出现常见裂纹的曲轴,采用Timoshenko梁单元与裂纹梁单元相结合的方法建立其有限元模型;根据裂纹曲轴运动的特点及工作过程中裂纹开闭的实际情况,提出在旋转坐标系下建立其非线性振动模型.以一四缸发动机的曲轴为例,对含不同深度裂纹曲轴的振动响应进行了仿真计算,对其扭振、纵振及弯曲振动的频谱特性进行分析,提取并总结了裂纹曲轴动力学的一些特征.研究表明,所提出的裂纹曲轴动力学模型简洁且容易实现,裂纹曲轴的动力学特性分析为曲轴裂纹故障诊断奠定了理论基础.     

基于ADAMS/Vibration的曲轴受迫振动分析

在对刚柔耦合曲轴系模型建立的基础上,给出了曲轴受迫振动的分析方法,利用Adams/Vibration软件对给定载荷条件下的曲轴扭转振动进行了动态仿真,仿真计算结果表明,在曲轴圆角处的位移和速度有一突变,说明在圆角处易产生变形,与实际相符.     

内燃机曲轴扭振多体动力学分析

基于虚拟样机技术,采用结合有限元法(FEM)的多体系统仿真(MSS)方法对汽车发动机曲轴进行扭转振动分析。建立了包括柔性体曲轴在内的内燃机曲轴系统的多体动力学模型。根据多体动力学进行模拟仿真计算,分析了内燃机曲轴扭振的特点。     

基于故障树的船舶舷外机曲轴失效分析

分析了引起曲轴失效的各种原因,构建了曲轴失效故障树.通过定性分析故障树,得出了曲轴失效的故障谱,并对故障树的定量分析结果做了理论研究,讨论了利用计算机辅助故障树分析系统CAFTA的故障树分析过程.