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[工程实例分析] 请教:内燃机连杆的接触疲劳分析

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发表于 2011-1-10 20:00:02 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 天津
悬赏20仿真币未解决
本帖最后由 ftxrhk0107 于 2011-8-11 12:47 编辑 ( W8 S+ O6 V; `
0 t9 g- j) H' T
请教各位大侠:
9 b: k* }& Y; e4 L, I3 M. m$ M2 l8 T& Q
    俺要做一个内燃机连杆的疲劳分析,可是涉及到接触分析,疲劳就不好算了,
( |1 Q" S! T8 u3 f4 z# a6 O
/ W! }5 P- b1 n$ w连杆如图(实物)5 _! I3 V5 `* O1 x
5 R6 l+ F: c$ |8 J- [$ ?; F) a0 Q
      连杆盖和连杆体通过螺栓连接,连接部分为齿形接触,如红色圈圈,
% K- ?3 @+ T4 b5 E6 @+ E0 T8 n$ }+ s: z' ?; D
      有限元分析倒是简化一下能够出来,Abaqus ,简化为静态分析,多工况" }3 c4 t; H4 P3 K  d- N

7 Q( Y- X3 ]& h     疲劳分析就不太好弄了,  如果是单个零部件的多工况分析,我还能勉强凑合,   但是这里 有接触,在nsoft 或 designlife 中就不会算了,
- S% w. X- P9 ?. @3 t
% q8 Z, x$ M  M" c* {7 I4 i# O  h, D$ M- A
还请大侠们多多指点,当然,在课题做完了俺也会倾情奉献一些资料和心得嘀,
1 G, v- s- V. u
: u- b# p( U. H    要是能够提供一些更详细的指导或资料, 仿真币只好加倍,呵呵,   拜谢各路大侠了,谢谢,1 ]; G1 }! O& F( J  K
5 j! y& h& H- S9 W
请先站内信联系,我基本每隔几天都要来一次,敲门砖:连杆疲劳7 A, Z+ a/ |# [9 [" q+ T8 o1 |
3 d" S# ^& e2 s# S

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发表于 2011-1-11 08:20:04 | 显示全部楼层 来自 辽宁沈阳
Simdroid开发平台
你找找ansys workbench的疲劳资料,里面有个例题就是连杆的疲劳分析的
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发表于 2011-1-11 08:30:58 | 显示全部楼层 来自 LAN
我觉得你只要能够算出它在各中工况下的应力或者应变,就可以通过软件,或者手动计算出他的疲劳。比如你某个节点最大的应力,100MPa,最小-10MPa,那么他的平均应力,应力幅值,什么的都有,然后材料的S-n 曲线有,就应该可以预告他的疲劳。只是个人之间,请大家多给些意见。
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发表于 2011-1-11 08:56:54 | 显示全部楼层 来自 安徽合肥
NASTRAN 里面 也有这方面资料
& N! ?; Z& w* a- A! |+ @楼主找找试一试
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 楼主| 发表于 2011-1-11 15:32:05 | 显示全部楼层 来自 天津
谢谢3#的idea, 我目前用的就是这个手工计算的方法,但是觉得不够理想,希望能够在4 k& f$ V& T4 v& A* J/ _3 p

1 Q8 G) M' j' z4 q( QnSoft软件中分析出寿命云图来,不晓得您好有没有更好的招数,谢谢,
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 楼主| 发表于 2011-1-11 15:43:33 | 显示全部楼层 来自 天津
2# liyinshuai
. R8 H* \' C" P: W6 @# q) {& @; Y: l2 M5 {1 n* Z; p, C
回2楼,谢谢你的回帖,workbench中的算例没有接触,跟我的主题那就差的远了,: X3 W  A9 R0 C! Q  g

; @! m( z3 b1 {. VPS:workbench 中连杆算例

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发表于 2011-2-4 16:01:08 | 显示全部楼层 来自 山东泰安
6# ftxrhk0107 0 \# }, T$ e! Q

3 E3 A) U% Y# S: ]# h8 [如果加入活塞连接轴,与连杆构成装配体,两个零件设置好(滑动摩擦?)接触之后一起仿真呢?
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发表于 2011-2-5 10:57:27 | 显示全部楼层 来自 湖北武汉
这似乎还牵涉到微动磨损问题。
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 楼主| 发表于 2011-3-3 09:51:05 | 显示全部楼层 来自 天津
7# fnems % |# @/ Y# T9 \/ g# Z: Q7 A# _
也可以啊,关键是要考虑连杆齿形处的接触问题," K) {0 @4 u8 \! w

: F) t+ Y, L# P; {  多谢了哈,
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 楼主| 发表于 2011-3-3 09:53:47 | 显示全部楼层 来自 天津
8# lk_dragon 嗯,有一定的微动磨损,这个月准备做实验,看看断面的微观特征,, ]: P2 }7 M" T- a# m% m# p, D) z
请高手指点指点啊,! D% q2 R; h4 ^4 C
多谢了,
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发表于 2011-8-8 20:53:44 | 显示全部楼层 来自 山东济南
你先在做到什么地方了,我也是做这方面的,大家可以一起讨论。我每天都会上论坛,留言吧。
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发表于 2011-8-8 21:45:24 | 显示全部楼层 来自 山东青岛
本帖最后由 tjsdwt 于 2011-8-8 21:52 编辑
- x, e) \( e% T8 E2 J, `7 \
, U) m& i! |8 A. ?9 Z% n希望楼主能够给几个局部放大图,从给的图形中难以看出断口的疲劳源,是否能够确定是接触疲劳问题。如果确实是疲劳问题就比较麻烦了,名义应力法肯定不适用了,可以尝试一下用局部应变法。不知道是不是多轴问题,如果是多轴就更麻烦了
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发表于 2011-8-11 09:09:52 | 显示全部楼层 来自 广西玉林
不管是否有接触,算法都一样。实际上,连杆的断裂位置就那几个位置,疲劳不可能出现在大头的分切面上。
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发表于 2011-8-11 10:55:35 | 显示全部楼层 来自 加拿大
1)这个齿形接触面应该是没有很大的fatigue damage, since a compressive stress state is dominant0 t6 d4 S8 m" m6 l
3 p& q2 Q" C8 ]
2) 什么材料?几个工况 (三个?)
' B$ ~4 s" F' w7 E) H. J! }4 t6 D4 e* F1 `
3)you probably also want to include a crank pin and a piston pin in order to setup the BCs.
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 楼主| 发表于 2011-8-11 12:57:29 | 显示全部楼层 来自 天津
回复 14# xinlei
) x( X* [* K% Z) g0 B$ ?回复 13# wufa
' c9 r, \: Z: h" b. |2 B回复 12# tjsdwt % {0 [/ ]* h- O* v- P$ c$ R
0 ^+ V. j, F3 |, I/ K
谢谢大侠们的支持,
+ D1 ^$ e9 W, t1 p( d12#,是接触疲劳,裂纹是从接触面的边缘开始的,
( k& W1 I( }" g* j* K
7 A8 y5 C* p# Q13#,裂纹就是出现在大头的分切面上,如 1# 图中红色圈圈部位,( n- }- W7 O5 R9 v2 N9 ^% `* d
! g+ o" W- L9 L) ^4 [
14#,1),compressive stress change during different loadcases,4 h: t( N" {+ w! b! x: K; M7 u
          2),材料预估为35CrMo,但是测出来的UTS却小的很,740MPa,3工况,4 U7 A& J# l  b
          3),a Crank pin and a piston pin are included in the model, * g( ^6 y$ H8 g
3 n% X) X0 a* ^* l) I! n3 L- u1 e
谢谢各位大侠,
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发表于 2011-8-11 18:48:51 | 显示全部楼层 来自 浙江杭州
楼主的这个问题很简答啊,在abaqus中一样可以设定接触,无论是接触还是螺栓只要按照实际的作用情况建模,最后都可以得到应力应变的结果啊。只要有了应力应变疲劳都可以了。fatigue可以,designlife当然也可以。: ^6 p& x3 A6 L3 K
我现在提取应力应变值自己编写疲劳程序算寿命啊。
- F2 F8 p+ \2 L+ v当然连杆的模型,向你的说的这种,我做了很多了。都没问题啊。* f9 ]9 w! ^) m/ o6 E' A
不知道你满意吗。
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发表于 2011-8-13 10:33:11 | 显示全部楼层 来自 加拿大
回复  xinlei : q" T. Y& j5 p$ N* H$ @5 b
回复  wufa / O% L+ W4 t2 g5 d: ^
回复  tjsdwt
" N6 X. V) `/ l7 T; X* r* @
' _, S8 c/ Y% C" N" p2 A% I谢谢大侠们的支持,7 k0 r! ]1 ^* Y* ]
12#,是接触疲劳,裂纹是从接触面的边缘开始的,
* P8 ~6 S4 w! n; P3#,裂纹就是出现在大头的分切面上,如 1# 图中红色圈圈部位,  
) |; o1 i2 w8 U9 Y& l3 g/ vftxrhk0107 发表于 2011-8-11 12:57

4 i* S3 F9 \! Z4 I) U+ h& X- W
& L4 }5 ?3 B& y6 G2 ^: GI would say this is a little uncommon. Do you have some metallurgical images such as fracture surfaces to share?
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发表于 2011-8-22 18:20:42 | 显示全部楼层 来自 山东济南
你介意把abaqus做的单工况文件分享一下么?
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发表于 2011-8-24 10:26:55 | 显示全部楼层 来自 湖北武汉
本帖最后由 wangzone 于 2011-8-24 10:28 编辑   m, C) C* i. q0 C

! J' `) O1 k' G" t( V我个人觉得这个和工况载荷有直接联系,红圈圈的部位是受动载荷最大的地方,有冲击加速度存在,这个不能按简单静载计算。
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 楼主| 发表于 2011-8-27 22:03:59 | 显示全部楼层 来自 天津
谢谢18#,19#的关注," b3 ^. q( m+ |) k; @& W
由于一些……,目前还不能分享模型,敬请谅解,
/ u5 x; w1 U5 ?& L最近发现了一本书) a  ?/ W9 i4 S) b  }
. Y! R0 t) ?7 O% K2 _" ~( _
《复合微动磨损》周仲荣编,上海交通大学出版社出版  B! q: A5 I1 _" t
这本书里面讲解的一个实例,就是铁路机车的连杆疲劳失效问题,. ^! E8 B: `4 w" R
有兴趣的大侠们可以去看看,
% Z3 B2 p. `, u/ D7 y* s. ^* A附链接9 t' @1 r' d6 Z- d/ s! Z4 E
http://www.youlu.net/491508* h5 G, J" z  L# {
不过貌似不太好买啊,
* k% v8 _( K3 X; _$ i) [8 V, x) o- c& N5 j- [$ A) i

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