Введение
ГЛАВА 1. Анализ методов расчёта коленчатых валов и задачи исследования 10
1.1. Причины и виды разрушений коленчатых валов 10
1.2. Обзор работ по расчёту и исследованиям напряженно-деформированного состояния коленчатых валов 13
1.3. Обзор работ по исследованиям концентрации напряжений в коленчатых валах v 26
1.4. Обзор работ по прогнозированию усталостной долговечности коленчатых валов 32
ГЛАВА 2. Разработка моделей усталостного разрушения для расчета коленчатого вала ДВС 39
2.1. Модели усталостного разрушения при объемном напряженном состоянии 39
2.2. Анализ конструктивных параметров коленчатых валов ДВС 43
2.3. Математические модели коэффициентов, необходимых для оценки усталостной прочности коленчатых валов ДВС 50
2.3.1. Эмпирические зависимости для определения коэффициентов концентрации напряжений в галтели при переходе от щеки в шейку 50
2.3.2. Математические модели коэффициентов, учитывающих концентрацию и неравномерность распределения напряжений в шейках коленчатых валов 57
2.3.3. Определение коэффициентов, учитывающих влияние абсолютных размеров детали 61
2.3.4. Определение коэффициентов, учитывающих влияние состояния поверхности 63
2.3.5. Определение коэффициентов, учитывающих влияние постоянной составляющей цикла напряжений 64
2.3.6. Оценка адекватности разработанных математических моделей 70
ГЛАВА 3. Методики расчетов на усталостную прочность и прогнозирования долговечности коленчатого вала ДВС 72
3.1. Расчет эквивалентной системы 73
3.2. Определение моментов, действующих в опорных сечениях коленчатого вала 76
3.3. Определение нагрузок, действующих в кривошипно-шатунном механизме 80
3.4. Определение запасов прочности элементов коленчатого вала при циклическом нагружении 87
3.4.1. Расчет щек 87
3.4.2. Проверка адекватности предлагаемого метода расчета щек 93
3.4.3. Расчет шеек коленчатого вала 100
3.4.3.1. Расчет коренных шеек 100
3.4.3.2. Расчет шатунных шеек 102
3.5. Сравнение предложенного метода расчета коленчатого вала ДВС с расчетами МКЭ по разрезной и неразрезной схемам 105
3.6. Оценка усталостной долговечности при нестационарном нагру жении 115
ГЛАВА 4. Экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния и долговечности коленчатого вала ДВС 120
4.1. Объекты исследований 120
4.2. Цель и задачи исследований 120
4.3. Экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния коленчатого вала ДВС 120
4.3.1. Оценочные параметры и аппаратура для испытаний 120
4.3.2. Оценка погрешности исследований напряженно-деформированного состояния коленчатого вала 123
4.3.3. Результаты экспериментальных исследований и их анализ 124
4.4. Экспериментальные исследования долговечности коленчатого вала ДВС 130
4.4.1. Прогнозирование долговечности коленчатых валов по результатам усталостных испытаний 130
4.4.2. Результаты усталостных испытаний коленчатого вала дизеля и их анализ 135
Выводы и результаты 138
Список литературы 140
