柴油机剖分式滚滑主轴承的动力学及疲劳寿命分析

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1、分类号______________________________密级______________________________ＵＤＣ______________________________编号______________________________全日制专业学位硕士论文柴油机剖分式滚滑主轴承的动力学及疲劳寿命分析学位申请人：易帆学科专业：机械工程指导教师：卢黎明教授答辩日期：独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表和撰写的研究成果，也

2、不包含为获得华东交通大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人签名_______________日期____________关于论文使用授权的说明本人完全了解华东交通大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定，本论文无保密内容。学生本人签名日期校内导师签名日期校外导师签名日期摘要柴油机剖分式滚滑主轴承的动力学及疲劳寿命分析摘要目前汽

3、车发动机的曲轴主轴承采用的均是滑动轴承，但是由于滑动轴承的摩擦力较大，给发动机带来的摩擦损失较多，针对这一问题研发了一种新型轴承—剖分式滚滑轴承，它由内圈、外圈、螺栓、圆柱滚子和滑块组成，兼顾了滚动轴承和滑动轴承的特点并且容易拆分及便于维护保养。由于剖分式滚滑轴承中滚子的作用，主轴承部分滑动摩擦变为滚动摩擦，可以降低摩擦损失，滑块承担了一部分径向载荷，使得轴承拥有较好的承载能力与抗冲击能力，能够有效地提高轴承的抗磨损能力及其使用寿命。由于剖分式滚滑轴承目前尚处于理论研究阶段，为了研究其性能，本文选择以495柴油机活塞连杆曲轴机构作为研究背景，运用ABAQUS有限元软件

4、仿真模拟剖分式滚滑轴承作为曲轴主轴承时的动力学行为，并对仿真结果进行分析，然后在仿真结果的基础上对其进行疲劳寿命分析。旨在探讨剖分式滚滑轴承的动力学特性和实际工程应用中的可靠性，为剖分式滚滑轴承未来的研究工作提供一些参考和依据。本文的主要研究内容如下：（1）运用三维建模软件对剖分式滚滑轴承和495柴油机活塞连杆曲轴机构进行三维建模。（2）运用有限元软件ANSYS对柴油机的曲轴进行模态分析，得到曲轴的固有频率和各阶模态振型，验证后续建立的活塞连杆曲轴机构动力学模型是否会与曲轴发生共振提供可靠依据。（3）使用有限元软件ADAMS建立曲轴—轴承系统刚柔混合模型，并进行活塞连

5、杆曲轴机构的动力学仿真，模拟柴油机工作时曲轴的受力情况，得到曲轴主轴颈处的轴承反力。（4）以活塞连杆曲轴机构的动力学仿真结果对剖分式滚滑轴承施加载荷并建立相应约束，运用ABAQUS有限元软件对剖分式滚滑轴承进行动力学仿真分析，得到其应力、位移、速度和加速度随时间变化的曲线并加以分析。（5）基于动力学分析的结果，运用nCodeDesign-Life疲劳寿命分析软件对剖分式滚滑轴承进行疲劳寿命分析，得到轴承各零件的损伤和寿命情况。分析结果表明：剖分式滚滑轴承在作为发动机曲轴主轴承时，轴承整体受应力情况正常，未出现严重的应力集中现象，轴承各零件的应力、速度、加速度和位移曲线

6、均稳定变化，各零件之间配合稳定，轴承运行过程中表现平稳，未出现较大振动。且因滑块与圆柱滚子的共同作用，使得该轴承较普通轴承拥有更好的承载能力和更长的使用寿命。因此剖分式滚滑轴承具有良好的综合性能，能够满足轴承的工作要求，并且便于拆卸维护，对工业生产具有较高的经济效益。关键词：剖分式滚滑轴承，曲轴，动力学分析，疲劳寿命分析。I摘要DYNAMICANDFATIGUELIFEANALYSISOFDIESELSPLITROLLING-SLIDINGMAINBEARINGABSTRACTAtpresent,themainbearingsofcrankshaftarealluse

7、dslidingbearings,butthefrictionoftheslidingbearingsishuge,resultinginlossofengineenergy.Anewtypeofbearinghasbeendevelopedforthissituation,splitrolling-slidingbearing.Thisbearingconsistsoftheinnerring,outerring,bolts,cylindricalrollersandsliders.Ithaveboththeadvantagesofrollingb