面向再制造的报废汽车发动机曲轴剩余疲劳寿命预测及再设计

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1、分类号:学校代码:10128UDC:学号:20151100005硕士学位论文硕士学位论文硕士学位论文硕士学位论文（学生类别：全日制学术型硕士研究生学科名称：机械工程论文题目：面向再制造的报废汽车发动机曲轴剩余疲劳寿命预测及再设计英文题目：ResidualFatigueLifePredictionandRedesignofScrapAutomobileEngineCrankshaftforRemanufacturing学生姓名：刘行导师姓名：张秀芬教授二○一八年六月内蒙古工业大学硕士学位论文摘要目前，我

2、国汽车制造产业已经进入持续的快速增长期，报废汽车数量随之也在逐年激增，导致环境污染、资源消耗、土地占用等问题日益突出，报废汽车的合理回收利用可有效缓解该问题。再制造是实现报废汽车有效回收利用的途径之一，如何评价及提升汽车关键零部件自身的可再制造性能是目前报废汽车再制造领域中急需解决的关键问题。疲劳失效是汽车零部件常见的失效形式，但是，零部件内部的疲劳破坏肉眼难以观测。为保证再制造零部件的质量，零件剩余疲劳寿命预测是判断零件可再制造性能的重要依据。为此，本课题围绕零件剩余疲劳寿命预测及其再制造设计展开，

3、对国内外报废汽车再制造、再制造性评价、疲劳寿命预测及再制造设计的研究现状进行了分析，并提出了课题的具体研究路线及研究内容；以报废的五菱之光汽车发动机为研究对象，对汽车发动机进行了拆卸，通过曲轴系各零件的测绘，应用UG构建了曲轴及曲轴系装配体的三维模型；根据发动机曲轴的实际工况，结合刚柔耦合理论基础，提出了基于刚柔耦合仿真法的曲轴剩余疲劳寿命的预测方法和模型，应用有限元法和动力学仿真分析法获取曲轴刚柔耦合仿真载荷谱，结合疲劳寿命分析软件FE-SAFE进行了曲轴剩余疲劳寿命预测；基于质量功能展开(QFD)

4、法识别出材料多准则评价指标，并建立了面向再制造的曲轴材料选择指标体系，通过层次分析法(AHP)构建了可再制造曲轴材料选择层次模型，实现了基于材料多准则选择的曲轴再制造再设计。本论文采用曲轴整体进行分析，反应了曲轴内部的应力状况，并提出刚柔耦合仿真法，利用柔性体生成技术生成曲轴系刚柔耦合仿真模型，大幅度提高了曲轴的寿命预测精度。提出的基于材料选择的曲轴再制造设计方法，提高了报废汽车零件的再制造性，以便于其退役后的再制造重用。关键词：再制造；报废汽车；发动机曲轴；剩余疲劳寿命；材料选择I内蒙古工业大学硕士

5、学位论文AbstractAtpresent,theautomobilemanufacturingindustryinChinahasenteredasustainedandrapidgrowthperiod,causingthenumberofabandonedcarsincreasingyearbyyear.Thus,manyenvironmentalproblemssuchasenvironmentalpollution,resourceexhaustionandlandoccupationare

6、becomingmoreandmoreserious.Theseproblemscanbeeffectivelyalleviatedbyreasonablerecyclingandutilizationofscrappedautomobiles.Andremanufacturingisoneofthekeystorealizetherecyclingofthescrapcar.Howtoevaluateandimprovetheremanufacturabilityofkeyautopartsisak

7、eyproblemthatneedstobesolvedurgentlyintheremanufacturingfieldofscrappedautomobiles.Fatiguefailureisacommonformoffailureinautomobileparts,butitisdifficulttobeobservedinparts.Inordertoensurethequalityofremanufacturedparts,theresidualfatiguelifepredictioni

8、simportantforjudgingtheremanufacturabilityofscarpautoparts.Therefore,thispaperfocusesontheresidualfatiguelifepredictionandthedesignforremanufacture.Theresearchstatusofremanufacturing,remanufacturingevaluation,fatiguelifepredictio