Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 4
1. ОПИСАНИЕ ПРОБЛЕМЫ 6
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИЗЕЛЬНОГО
ДВИГАТЕЛЯ В-92С2Ф 12
2.1 Описание испытательного стенда «HORIBA» с асинхронной машиной 12
2.2 Измерение уровня виброускорений серийного и опытного образцов
двигателя В-92С2Ф 14
2.2.1 «Холодные» испытания серийного и опытного образцов двигателя
В-92С2Ф 14
2.2.2 Модальные испытания 23
2.2.3 Сравнительный анализ результатов эксперимента и расчета для
выпускных трасс. Выводы по результатам виброизмерений 27
2.3 Исследование напряженно-деформированного состояния выпускного
коллектора 29
2.3.1 Порядок проведения эксперимента 29
2.3.2 Применяемая аппаратура 34
2.3.3 Результаты исследования напряженно деформированного
состояния выпускного коллектора 37
3. ОБРАБОТКА И АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ 39
3.1 Обработка и анализ напряженно - деформированного состояния 39
4. РАЗРАБОТКА РАСЧЁТНОЙ МОДЕЛИ ВЫПУСКНОГО КОЛЛЕКТОРА49
4.1 Создание 3D модели 49
4.2 Расчётные исследования 54
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ 58
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Разработка новых типов дизельных двигателей повышенной мощности, часто сопровождается необходимостью его компоновки в моторнотрансмиссионном отделении объекта. В некоторых случаях это приводит к необходимости существенного изменения конструкции вспомогательных систем, обеспечивающих работу двигателя.
В данной работе рассматривается проблема разрушения измененной конструкции трассы выпускного коллектора двигателя В-92С2Ф. При проведении предварительных испытаний было отмечено появление стабильно возникающего дефекта крышки выпускного коллектора.
В данной работе проведен комплекс расчетно-экспериментальных исследований, направленных на обнаружение причины возникновения дефекта, экспериментального подтверждения высокого уровня возникающих напряжений и поиска путей решения данной проблемы.
На первом этапе проведено измерение вибраций в различных зонах серийного и опытного вариантов выпускного коллектора, показано, что на определенных частотах внешнего воздействия в опытной конструкции возникают резонансные явления, соответствующие одной из форм колебаний опытной конструкции трассы выпускного коллектора.
Экспериментальное исследование в зоне образования дефекта подтвердило данные виброиспытаний; показано, что на резонансных частотах уровень напряжений существенно выше, чем у серийной конструкции.
Для анализа эффективности вновь создаваемых конструкций выпускных коллекторов в рамках данной работы разработана расчетноэкспериментальная методика, которая позволяет по результатам экспериментального определения ВСФ, действующих на элементы выпускного коллектора, определить уровень напряжений и деформаций в опасных зонах, исследуемого объекта.
1. Выполнена обработка и анализ двух циклов экспериментальных исследований по изучению НДС серийного и опытного вариантов выпускного коллектора, показано, что существует диапазон частот 170...180 Гц в котором наблюдается значительное увеличение амплитуд деформаций в опасной зоне опытного варианта выпускного коллектора (амплитуда деформации увеличивается более чем в 2 раза).
2. Разработана методика определения ВСФ на основе показаний тензорезисторов установленных по определенным схемам, получены конкретные значения ВСФ, соответствующие максимальным деформациям, действующим в опасной зоне.
3. Разработана расчетная модель выпускного коллектора, выполнена её верификация и проведен комплекс расчётных исследований по влиянию различных ВСФ на уровень НДС в опасной зоне. Показано, что величина расчетных напряжений, действующих в опасной зоне, хорошо согласуется с данными экспериментов.
Наиболее значимыми ВСФ являются изгибающий момент в направлении оси Y и крутящий момент, действующие в зоне установки тензорезисторных преобразователей. Эти результаты хорошо согласуется с данными модального анализа форм колебаний коллектора, соответствующих резонансному режиму.
Выполнен сравнительный расчётный анализ двух вариантов конструкций выпускного коллектора, показано, что при прочих равных условиях уровень напряжений в опытной конструкции в два и более раз выше, чем в серийной. Предлагаемая расчетно-экспериментальная методика может быть использована для оценки возможных конструктивных мероприятий по дальнейшему совершенствованию конструкции выпускного коллектора.
