Краснокутский, Л.Л. Мягков, Н.Д. Чайнов Оценка выносливости базовых деталей поршневых двигателей Рекомендовано Научно-методическим советом МГТУ им. <...> К78 Оценка выносливости базовых деталей поршневых двигателей : учеб. пособие / А. Н. Краснокутский, Л. Л. Мягков, Н. Д. Чайнов. <...> ISBN 978-5-7038-3686-6 Разобраны примеры создания твердотельных моделей основных деталей двигателей внутреннего сгорания. <...> Н.Э. Баумана, 2013 ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ ДВС — двигатель внутреннего сгорания КШМ — кривошипно-шатунный механизм МКЭ — метод конечных элементов НДС — напряженно-деформированное состояние D — диаметр цилиндра, м d — наружный диаметр шатунной шейки, м d1 — наружный диаметр коренной шейки, м d1вн — внутренний диаметр коренной шейки, м dвн — внутренний диаметр шатунной шейки, м q — коэффициент чувствительности металла к концентрации напряжений K — эффективный коэффициент концентрации напряжений n — частота вращения, об/мин; общий запас прочности nτ — коэффициент запаса прочности от действия касательных напряжений nσ — коэффициент запаса прочности от действия нормальных напряжений R — радиус кривошипа, м S — ход поршня, м α — угол поворота коленчатого вала, град; теоретический коэффициент концентрации напряжений σ0, τ0 — пределы выносливости при пульсирующем (отнулевом) цикле, МПа σ–1, τ–1 — пределы выносливости при симметричном цикле, МПа σa, τa — амплитудные номинальные напряжения, МПа σm, τm — средние номинальные напряжения, МПа ψ — коэффициент чувствительности материала вала к асимметрии цикла 3 ВВЕДЕНИЕ Для подавляющего большинства деталей ДВС характерны переменные во времени нагрузки. <...> При этом если детали КШМ, механизма привода клапанов работают главным образом в условиях механического нагружения, то детали цилиндропоршневой группы, турбокомпрессора, выпускной системы испытывают как механические, так и тепловые нагрузки. <...> Так как основные высоконагруженные детали двигателя работают в условиях <...>
Оценка_выносливости_базовых_деталей_поршневых_двигателей.pdf
УДК 621.432(075.8)
ББК 31.365
К78
Рецензенты: Н.Н. Патрахальцев, И.В. Станкевич
Краснокутский А. Н.
К78 Оценка выносливости базовых деталей поршневых двигателей
: учеб. пособие / А. Н. Краснокутский, Л. Л. Мягков,
Н. Д. Чайнов. — М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2013. —
102, [2] с. : ил.
ISBN 978-5-7038-3686-6
Разобраны примеры создания твердотельных моделей основных
деталей двигателей внутреннего сгорания.
Для студентов, обучающихся по специальности «Двигатели внутреннего
сгорания».
УДК 621.432(075.8)
ББК 31.365
ISDBN 978-5-7038-3686-6
2
© МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2013
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Основные обозначения и сокращения ............................................................ 3
Введение ........................................................................................................... 4
1. Основные положения ................................................................................... 6
1.1. Параметры цикла нагружения .................................................................. 6
1.2. Схематизация случайных процессов ....................................................... 8
1.3. Детерминистский подход ........................................................................ 14
1.4. Вероятностно-статистический подход .................................................. 31
2. Методы расчета напряженно-деформированного состояния базовых
деталей ДВС ............................................................................................... 49
2.1. Расчет аналитическими методами (на примере коленчатого вала) ... 49
2.2. Расчет численными методами (на примере коленчатого вала) .......... 63
3. Примеры расчета выносливости деталей поршневых двигателей ........ 66
3.1. Программный комплекс KVAL для расчета выносливости
коленчатого вала ...................................................................................... 66
3.2. Пример расчета коленчатого вала в трехмерной постановке ............. 77
3.3. Оценка выносливости шатуна вероятностно-статистическими
методами .................................................................................................... 84
Литература .................................................................................................... 102
103
Стр.103