王　军， 郭　珍， 徐　宏， 苏铁熊， 张自明， 张　翼

(1. 中北大学 机械与动力工程学院， 山西 太原 030051； 2. 中国北方发动机研究所， 天津 300400)



基于柴油机考核工况的曲轴疲劳耐久性模拟试验方法

王军1， 郭珍2， 徐宏1， 苏铁熊1， 张自明2， 张翼1

(1. 中北大学 机械与动力工程学院， 山西 太原 030051； 2. 中国北方发动机研究所， 天津 300400)

摘要:针对曲轴耐久性试验周期长、 费用高等问题， 提出一种基于柴油机台架考核试验的曲轴疲劳耐久性模拟试验方法. 该方法使用有限元瞬态分析计算获得曲轴在4种主要考核工况下的应力时间历程， 按不同工况考核时间比例编制了疲劳载荷谱， 根据疲劳损伤累积理论计算出曲轴可持续工作时间， 并提出了耐久性评价方法. 以某曲轴为例， 叙述了模拟试验方法的应用过程. 应用结果表明， 该方法可以对曲轴考核工况的耐久性进行模拟， 也可用于曲轴设计时的疲劳寿命预测.

关键词:柴油机； 曲轴； 疲劳耐久性； 模拟试验

0引言

曲轴是柴油机最重要的运动件之一， 承受着周期性的燃气压力、 往复和旋转运动质量的惯性力以及转矩和弯矩作用. 柴油机的发展与强化使曲轴的工作条件愈加苛刻， 故曲轴的疲劳耐久性问题日益突出[1].

目前， 对曲轴的疲劳耐久性分析主要有试验方法和数值仿真分析方法. 试验方法具有直观准确的优点， 但是费用高、 周期长、 试验准备过程复杂， 对试验硬件条件要求高. 随着有限元计算方法的完善和计算机计算速度的飞速……