[發明專利]發動機軸瓦綜合服役壽命的預測方法

在審

• 申請號: 201910590136.5
• 申請日: 2019-07-02
• 公開（公告）號: CN110414069A
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 李虎林;尹忠慰;毛陽;董琴
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G01M13/04
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 莊文莉

1.一種發動機軸瓦綜合服役壽命的預測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、確定軸瓦綜合服役壽命預測的輸入參數；

S2、進行軸瓦潤滑特性分析，

依據步驟S1的輸入參數，計算軸瓦潤滑特性參數，所輸出的軸瓦潤滑特性參數包括油膜厚度分布、油膜壓力分布、油膜溫度分布、軸心軌跡；

S3、計算軸瓦表面綜合粗糙度σ及最小油膜厚度h_min；

S4、進行軸瓦潤滑狀態判斷

S5、計算軸瓦磨損量；

S6、計算軸瓦疲勞累積損傷G；

S7、確定軸瓦綜合服役壽命。

2.根據權利要求1所述的發動機軸瓦綜合服役壽命的預測方法，其特征在于，所述步驟S1中，軸瓦壽命預測的輸入參數包括軸瓦結構參數、軸瓦工況參數、潤滑油參數和軸瓦材料參數。

3.根據權利要求2所述的發動機軸瓦綜合服役壽命的預測方法，其特征在于，所述步驟S1中，軸瓦結構參數包括軸瓦內徑、軸瓦外徑、軸瓦寬度、軸瓦和軸的間隙、油槽結構；所述軸瓦工況參數包括轉速、載荷、供油壓力、供油溫度、環境溫度；所述潤滑油參數包括潤滑油牌號、潤滑油粘度、潤滑油空化壓力；所述軸瓦材料參數包括機械特性、摩擦特性、嵌藏性、疲勞強度。

4.根據權利要求3所述的發動機軸瓦綜合服役壽命的預測方法，其特征在于，所述軸瓦的機械特性包括泊松比、彈性模量、拉伸強度、抗壓強度、屈服強度、延伸率、硬度；軸瓦的摩擦特性包括摩擦系數、磨損率、接觸面溫度。

5.根據權利要求1所述的發動機軸瓦綜合服役壽命的預測方法，其特征在于，所述軸瓦表面綜合粗糙度其中，σ₁為軸瓦表面粗糙度值，σ₂為軸頸表面粗糙度值，h_min為軸瓦最小油膜厚度。

6.根據權利要求5所述的發動機軸瓦綜合服役壽命的預測方法，其特征在于，當λ≤3時，判定軸瓦潤滑狀態為混合潤滑或邊界潤滑，進行軸瓦磨損計算；當λ＞3時，判定軸瓦潤滑狀態為流體動力潤滑，進行軸瓦應力計算。

7.根據權利要求6所述的發動機軸瓦綜合服役壽命的預測方法，其特征在于，當軸瓦潤滑狀態判定為邊界潤滑或者混合潤滑時，按照設定的時間步長進行軸瓦磨損量計算，計算結束后判斷軸瓦綜合服役壽命，若未達到軸瓦綜合服役壽命則更新有限元模型，重新計算潤滑特性、并判斷潤滑狀態。

8.根據權利要求1所述的發動機軸瓦綜合服役壽命的預測方法，其特征在于，當軸瓦潤滑狀態判定為流體動力潤滑時，按照設定的時間步長和應力狀態進行軸瓦疲勞累積損傷計算，計算結束后判斷軸瓦綜合服役壽命，若未達到軸瓦綜合服役壽命則重新計算潤滑特性、并判斷潤滑狀態。

9.根據權利要求8所述的發動機軸瓦綜合服役壽命的預測方法，其特征在于，軸瓦疲勞累積損傷計算方法如下：

(1)等幅交變應力范圍S作用下n個循環造成的損傷為G＝n/N，其中，循環破壞的壽命為N，當n＝N，即G＝1時軸瓦破壞。

(2)變幅載荷下造成的損傷為：

軸瓦在某應力范圍S_i作用下經受n_i此循環的損傷為G_i＝n_i/N_i,則在k個應力范圍S_i作用下，各經受n_i個循環造成的總損傷為：

當時軸瓦破壞。

10.根據權利要求1所述的發動機軸瓦綜合服役壽命的預測方法，其特征在于，所述步驟S7中，當軸瓦累計疲勞損傷參數G＝1或者磨損量達到設定值時軸瓦壽命結束，此時軸瓦運行的時間定義為軸瓦的綜合服役壽命。