[發(fā)明專利]一種基于壽命理論計算的柴油機電控噴油器加速因子區(qū)間確定方法

有效

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• 申請日: 2016-12-12
• 公開（公告）號: CN106777661B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發(fā)明（設計）人: 陳云霞;金毅;井海龍;康銳
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 北京孚睿灣知識產權代理事務所(普通合伙) 11474
• 代理人: 曹珂瓊

1.一種基于壽命理論計算的柴油機電控噴油器加速因子區(qū)間確定方法，其特征在于：其具體步驟如下：

步驟一：機理分析：確定柴油機電控噴油器所有最低約定層次單元全壽命周期內潛在的耗損型失效機理及其敏感應力；所述最低約定層次單元的工作載荷類型有：行程、燃油壓力、負載力、工作介質溫度，環(huán)境載荷類型有：環(huán)境溫度、振動載荷；

步驟二：薄弱環(huán)節(jié)確定：根據步驟一所確定的耗損型失效機理，選取對應的壽命計算模型，計算各個耗損型失效機理在常規(guī)試驗載荷譜下的損傷及理論壽命，從而確定薄弱環(huán)節(jié)及主機理；

步驟三：失效機理加速性分析：在步驟二所確定的薄弱環(huán)節(jié)和主機理的基礎上，利用壽命計算模型，分析對應主機理的加速性；所述壽命計算模型具體為：

a.疲勞類機理：

疲勞類失效機理的壽命計算模型如下式所示：

其中，σ_max,σ_min為某最低約定層次單元一個運動周期內的最大應力和最小應力，MPa；σ_m,σ_a為某最低約定層次單元一個運動周期內對應的平均應力和應力幅，MPa；σ_e為等效平均應力，MPa；σ_b為材料拉伸強度極限，MPa；σ_-1A為許用疲勞極限，MPa；b為材料的疲勞系數；N_i,D_i為各級載荷下的疲勞壽命和損傷；N₀為最大主應力為疲勞極限時的循環(huán)次數；n_i為各級載荷下的實際循環(huán)次數；L為綜合條件下的疲勞壽命；

b.磨損類機理：

磨損類失效機理的壽命計算模型如下式所示：

A＝2πrL_j

其中：r為摩擦副內徑，mm；L_j為摩擦副接觸部分長度，mm；A為名義接觸面積，mm²；h_s為摩擦副最大允許磨損量，mm；H為材料硬度，MPa；K為磨損系數；L_m為摩擦副滿行程長度，mm；W_a為微凸體載荷，N；N為磨損壽命；

c.老化類機理：

老化類失效機理的壽命計算模型如下式所示：

其中：E為材料的活化能，J*mol^-1；R為氣體常數，8314/(J*mol^-1)；T為老化反應時間，K；t為老化壽命，h；

步驟四：損傷計算：在考慮模型參數分散性的前提下，對現有基于經驗的加速試驗載荷譜進行損傷計算；

步驟五：載荷譜等效分析：在步驟三的基礎上，通過對比計算在不同模型參數分散性下，各個主機理在現有加速試驗載荷譜下同常規(guī)試驗載荷譜的損傷比，分析現有基于經驗的加速試驗載荷譜與常規(guī)試驗載荷譜的等效性；

當主機理損傷比大于1時，則現有的加速試驗載荷譜對于該主機理存在加速性；當主機理損傷比小于1，則現有的加速試驗載荷譜對于該主機理不存在加速性；因此，加速試驗載荷譜只對于控制柱塞、銜鐵及導向體存在加速性，對于其他單元無法等效常規(guī)試驗載荷譜；

步驟六：加速試驗載荷譜確定：基于常規(guī)試驗載荷譜和現有基于經驗的加速試驗剖面，確定加速試驗載荷譜；

步驟七：單元加速因子區(qū)間確定：在考慮壽命計算模型參數分散性的基礎上，利用壽命計算模型，計算加速試驗載荷譜下各個主機理的加速因子區(qū)間，從而確定各個單元的加速因子區(qū)間；

步驟八：產品綜合加速因子區(qū)間確定：根據步驟七確定的單元加速因子區(qū)間，確定柴油機電控噴油器的綜合加速因子區(qū)間。

2.根據權利要求1所述的基于壽命理論計算的柴油機電控噴油器加速因子區(qū)間確定方法，其特征在于：步驟一所述機理分析具體包括以下步驟：

a.根據給定的載荷譜或任務剖面，結合柴油機電控噴油器的組成、結構、原理，通過開展結構分解，確定產品的最低約定層次單元；

b.依據載荷譜確定各個最低約定層次單元所受的局部載荷，從而分析所對應的所有可能的耗損型失效機理；

c.確定每個耗損型失效機理的敏感應力。