基于应变测试的活塞销座处摩擦因子的确定.pdf

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1、第51卷第7期V01．5lNo．7农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT＆VEHICLEENGINEERING2013年7月July2013doi：10．3969／j．issn．1673—3142．2013．07．014基于应变测试的活塞销座处摩擦因子的确定潘凤敏(255049山东省淄博市山东理工大学交通与车辆工程学院)[摘要]随着发动机性能的不断提高，作为发动机的首要动力源零部件，活塞的工作环境也更加恶劣，这就对其工作时可靠性要求越高，活塞可靠性的研究得到重视。数值模拟作为有效的研究手段之一得到了广泛应用。模拟分析的结果是否良好与边界条件的设置有很大的关系。通过活塞应

2、变测试实验来修正有限元分析边界条件中的摩擦系数。介绍了试验设施、试验方案，并对结果进行了分析。结合试验，确定了使模拟分析结果最接近实际的摩擦系数。[关键词]活塞；应变测试试验；有限元分析；摩擦因子[中图分类号]TK423[文献标志码]A[文章编号]1673—3142(2013)07—0052-04DeterminaflonoftheFrictionCoefficientofPistonPinBossBasedonStrainTestPanFengmin(SchoolofTransportationandVehicleEngineering，ShandongUniversityofTechno

3、logy，ZiboCity，ShandongProvince255049，China)[Abstract]Withthecontinuousimprovementoftheengineperformance，theworkenvironmentofpistonsisevenworse．Sothereliabilityrequirementtoitishigher．Thestudyofthatismoreimportant．Numericalsimulationhasbeenwidelyusedasoneoftheeffectivemeansofresearch．Thesetofboundar

4、yconditionshasagreateffectontheresultsofsimulationanalysis．Inthepaper，thepistonstraintestandthedeterminationofthebestfrictioncoefficientofpistonpinbossareintroducedbasedontest．Thetestfacilitiesandtestprogramaredescribed。andthetestresultsareanalyzed．Onthebasisofthetest，thebestfrictioncoefficientisde

5、termined．[Keywords]piston；straintest；finiteelementanalysis；frictioncoefficient0引言随着内燃机强度的大大提高．对于其可靠性的要求也越来越高，人们对此的关注和研究也越来越多。活塞作为发动机中最重要的部件之一．其可靠性必然要求愈高。而销座部位作为活塞出现疲劳损坏常见的部位之一，也成为人们研究的重点。随着有限元分析软件的成熟应用，数值模拟技术以其研究时间短、经济性好等优点越来越成为这方面研究的重要工具。有限元分析软件的应用中，分析结果是否良好，很大程度上与边界条件的设置有关。本文针对某一活塞模型，应用应变测试试验的方式。

6、来修正活塞销孔可靠性有限元分析中的边界条件，以得到最佳摩擦因子值。1活塞应变测试试验1．1试验概述应变测试实验通常采用应变片电测法来测量构件的应变。其测量系统包括电阻应变片、电阻应收稿日期：2013—04—07修回日期：2013—05—31变仪和记录器等。各部分的作用是：电阻应变片会将被测部件的应变转化为电阻变化．电阻应变仪会将该电阻变化转换为电流或电压变化，经软件处理得到应变值。电阻应变片是根据电阻的应变效应f电阻应变效应是指导体或半导体材料在外力作用下产生机械变形时，其电阻值也会相应地发生变化)原理制成的电阻式传感器，主要用于机械量的检测。该试验在活塞液压疲劳试验台上进行。影响活塞销座变

7、形的因素主要包括气体爆发压力、活塞往复运动中受到的侧压力、惯性力、温度升高及温度分布不均造成的热应力。在弹性范围内，活塞销座上部结构的变形正比于所受到的爆发压力。其他因素的影响较难得到合适的规律。该销座上端部位结构变形的大小和频率，与爆发压力大小和频率相关，同时，利用销座疲劳试验系统，活塞侧向力能够模拟得到，可以表达出侧向力的影响。通过测试活塞结构变形，有助于协助设计工程师及分析工程师掌握气体爆发压力作用于活