凸轮轴载荷谱研究.pdf

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1、第50卷第12期V01．50No．12农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERING2012年12月Decemher2012doi：10．3969／j．issn．1673—3142．2012．12．019娄晓静(030051山西省太原市中北大学机电工程学院)[摘要]本文介绍了载荷谱的基本理论，通过AVLtycoon软件建立发动机配气机构一维动力学仿真模型，对凸轮轴进行一维动力学仿真，并基于计算结果利用ncodedesignlife软件建立疲劳分析历程图完成栽荷谱的编制。[关键词

2、】凸轮轴；仿真；栽荷谱[中图分类号】TK413．3+1[文献标志码]A[文章编号】1673—3142(2012)12—0071—04EstablishmentofCamshaftLoadSpectrumLOUXiao-jing(CollegeofMeehatronicEngineering，NoahUniversityofChina，TaiyuanCity，ShanxiProvince030051，China)[Abstract]Thebasictheoryofloadspectrumisintroduced，aonedimen

3、sionaldynamicssimulationmodeloftheenginevalvetrainisestablishedthroughtheAVLtycoonsoftware，andthedynamicloadsoncamshaftwerecalculated．Basedontheone—dimensionalsimulationresults，loadspectrumwascarriedoutbyusingNcodedesignlifesoftware．[Keywords]camshaft；simulation；load

4、spectrum0引言外部载荷时间历程(一般为随机性质)施加在结构上，引起结构的响应，响应信号一般包括应力、应变、加速度或力(力矩)等。响应时间历程经过计数处理，得到各种形式的累计频次分布，称之为载荷谱⋯。载荷谱不仅是疲劳强度计算的依据，也是模拟试验加载的依据。疲劳破坏的累积损伤理论和随机波的频次计数方法是编制疲劳载荷谱的基础理论。现介绍如下。1频次计数法使构件产生疲劳损伤的主要因素是应力幅值和应力循环的次数．将实测的随机载荷时间历程简化为一系列的全循环或半循环的过程叫做“计数法”。频次计数法是从疲劳损伤的角度出发，对时间历程作

5、统计分析，将时间历程简化为一系列的循环或半循环。计数法有十几种，但常用的有峰值计数法、雨流计数法、变程一均值计数法和四峰谷计数法。目前，雨流计数法是国内外应用最为广泛的方法。雨流计数法由松石(Matsushi)和恩杜(Endo)1968年发明的，最初开发基础是模拟雨滴落到塔顶和从塔顶边缘落下的过程。雨流循环计数法在应用过程中产生了收稿日期：2012—09—11修回13期：2012—09—19许多变种：三点雨流计数法(包括SAE标准、美国材料试验协会ASTM标准、区间一配对法)和四点雨流计数法等。本文采用四点雨流计数法进行计数。四

6、点循环计数方法有一些特点。首先。这种方法不需要再造载荷一时间历程．因此非常易于与已有数据的采集和数据简化技术一起使用。其次，这种方法能够易于进行循环外推和载荷一时间历程的再造。最后，由于三点雨流矩阵可以由四点雨流矩阵和余数推导出来，因此这种循环技术方法非常普遍[21。四点计数法规则是采用4个连续点提取一个循环。四点循环技术中可能出现两种循环：悬挂循环和标准循环，如图1所示。210塞f1半、1图1四点计数法循环原则Fig．1Principleofthefour-pointrainflowcyclecounting72农业装备与车辆

7、工程2012年计数过程为：(1)复核载荷一时间历程确保仅包括波峰和波谷。(2)对于4个连续的应力点(Js。，s：，Js3，s。)定义内应力范围(ASl_I$2-S31)和外应力范围△Is。≤△So(as。=ISI-&1)。如果内应力范围小于或等于外应力范围(△s。≤△s0)，并且组成内应力范围的点受到外应力范围的约束．则提取从S：到5，的内部循环，删除掉．s：，S，，将5．和s4相互连接，形成新的载荷一时间历程．重复相同的过程直至第二个循环提取出来．最终四点雨流计数方法得到两个循环和8个剩余点的余数(图2)。(3)!／11图3，

8、复制余数形成[余数+余数]的一个序列，对着这个新形成的序列应用相同的四点计数法，再将新提取出来循环次数加到原来的循环次数中，计数完毕。注意：无论有没有将余数计数加人到循环计数中，余数保持相同。IaJ11)J图2(a)提取2—6的循环(b)提取10一2的循环Fig