船用柴油机曲轴减振器过盈配合连接机理与工艺研究

摘要

船用柴油机曲轴减振器的匹配设计与连接的可靠性对减缓曲轴扭转振动、提高柴油机工作寿命、降低柴油机工作过程中的振动和噪音具有重要作用。过盈配合具有结构简单、传递扭矩大、定心精度高、承受交变载荷能力强等特点，在柴油机曲轴和减振器的连接中应用越来越广泛。以某型低速大功率船用柴油机过盈配合连接的曲轴减振器为研究对象，采用理论推导、有限元分析及实验验证等方法对过盈配合连接机理及装拆工艺进行深入研究，有效解决了过盈配合接触表面在装拆过程中的拉伤问题，对提高柴油机曲轴减振器工作性能及使用寿命具有重要意义。论文主要研究工作如下：
　　（1）结合弹塑性力学基本理论和厚壁圆筒理论深入分析曲轴减振器过盈配合连接的力学特性，推导出曲轴减振器圆锥过盈配合接触压力及变形量的计算公式；根据接触问题有限元分析理论，利用ANSYS软件建立曲轴和减振器主轮毂过盈配合连接有限元模型，分析曲轴减振器过盈连接状态及装配过程中的应力应变分布规律，为曲轴减振器过盈配合连接结构的优化设计提供理论支撑。
　　（2）根据圆锥过盈配合液压装拆工艺基本理论，利用数值分析的方法研究曲轴和减振器主轮毂过盈配合接触表面液压油槽油压分布规律，计算液压装拆过程中曲轴和减振器主轮毂的变形规律，阐明了液压装拆过程中曲轴和主轮毂过盈配合接触表面拉伤机理。
　　（3）分析了输油槽结构及液压装拆工艺参数对曲轴减振器过盈配合连接装拆质量的影响，利用理论计算和数值分析的方法对过盈配合接触表面输油槽结构及液压装拆工艺进行优化设计，有效解决了液压装拆过程中曲轴和主轮毂过盈配合接触表面拉伤问题。
　　（4）采用电阻应变测试技术完成曲轴减振器过盈配合连接装拆过程及过盈连接状态中曲轴和减振器主轮毂的应力应变测试实验，通过测量结果与仿真结果的对比分析可知各测点实验数据与仿真结果基本吻合，有效验证了有限元分析结果的可靠性。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2 曲轴减振器概述

1.3 过盈配合连接的国内外研究现状

1.4 课题来源及论文主要研究内容

第2章 曲轴减振器过盈连接的基本理论研究

2.1 曲轴减振器过盈连接结构特性分析

2.2 曲轴减振器过盈连接强度分析

2.3 曲轴减振器过盈配合接触理论研究

2.4 本章小结

第3章 基于ANSYS的曲轴减振器过盈连接过程仿真

3.1 引言

3.2 接触问题有限元分析方法

3.3 曲轴减振器过盈配合连接有限元模型

3.4 结果分析与讨论

3.5 本章小结

第4章 液压装拆过程曲轴减振器接触表面拉伤机理研究

4.1 引言

4.2 液压装拆工艺基本理论

4.3 液压油槽油压分布规律研究

4.4 液压装拆过程曲轴和主轮毂变形规律研究

4.5 接触表面拉伤机理分析

4.6 本章小结

第5章 曲轴减振器过盈配合连接结构和工艺优化研究

5.1 引言

5.2 液压油槽结构优化研究

5.3过盈配合连接可靠性校核分析

5.4 液压装拆工艺参数优化研究

5.5 本章小结

第6章 减振器装拆过程曲轴与主轮毂应力应变测试分析

6.1 引言

6.2 曲轴减振器装拆过程应力应变测试方案

6.3实验平台搭建

6.4 实验结果分析与讨论

6.5 本章小结

总结与展望

总结

展望

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢