[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

本發明提供了一種發動機軸瓦綜合服役壽命的預測方法，包括以下步驟：確定軸瓦綜合服役壽命預測的輸入參數；進行軸瓦潤滑特性分析；計算軸瓦表面綜合粗糙度σ及最小油膜厚度h_min；進行軸瓦潤滑狀態判斷；計算軸瓦磨損量；S6、計算軸瓦疲勞累積損傷G；確定軸瓦綜合服役壽命。本發明建立了多參數耦合作用條件下的軸瓦壽命預測方法，并通過軸瓦性能試驗對該方法進行修正，提出的綜合壽命預測方法考慮了軸瓦疲勞、軸瓦磨損以及磨損后由于應力分布的變化對疲勞壽命的影響過程，克服了通過單一磨損壽命或者單一疲勞壽命預測和軸瓦實際工作狀態不符的問題，能更準確的預測發動機軸瓦的服役壽命，為軸瓦的智能設計及發動機檢修提供指導。

技術領域

本發明涉及軸瓦壽命試驗技術領域，具體地，涉及一種發動機軸瓦綜合服役壽命的預測方法，尤其是，一種發動機連桿瓦磨損及疲勞綜合服役壽命的預測方法。

背景技術

發動機軸瓦是一種典型的流體動壓軸承，其具有結構簡單、承載力大的特點。發動機軸瓦在啟動、停機或重負載階段，由于轉速低、且無輔助液壓支撐轉子，導致軸與軸瓦之間出現接觸摩擦，并造成軸瓦材料磨損。此外，發動機連桿瓦直接承受活塞缸爆發壓力，所承受的巨大沖擊載荷易于造成軸瓦材料疲勞破壞，發動機軸瓦疲勞破壞是其另一主要失效形式。軸瓦磨損后幾何模型的變化不僅會影響潤軸瓦的潤滑狀態，同時由于軸瓦的磨損也會影響其應力分布和疲勞壽命。軸瓦的磨損與疲勞累積損傷是相互耦合、相互影響的過程。所以，發動機軸瓦的綜合服役壽命必須綜合考慮軸瓦磨損壽命與疲勞壽命的相互耦合關系。

經過對現有技術的檢索，申請號為201210062121.X的發明專利公開了一種箔片動壓徑向氣體軸承磨損壽命的預測方法，它有五大步驟：步驟一、確定軸承磨損部位及機理；步驟二、確定軸承磨損主要影響因素；步驟三、確定箔片動壓徑向氣體軸承磨損壽命；步驟四、建立箔片動壓徑向氣體軸承單次啟停磨損量預測模型；步驟五、建立箔片動壓徑向氣體軸承磨損壽命預測模型。該發明方法無法準確、全面的預測發動機軸瓦的服役壽命。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種發動機軸瓦綜合服役壽命的預測方法。

根據本發明提供的一種發動機軸瓦綜合服役壽命的預測方法，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。

進一步地，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、軸瓦工況參數和軸瓦材料參數。

進一步地，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、軸瓦和軸之間的間隙、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；所述軸瓦材料參數包括機械特性、摩擦特性、嵌藏性、疲勞強度。

進一步地，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。

進一步地，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。