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压气机过盈配合的弹塑性有摩擦接触的研究
  • ISSN号:1000-4750
  • 期刊名称:《工程力学》
  • 时间:0
  • 分类:O344.3[理学—固体力学;理学—力学] TK413.52[动力工程及工程热物理—动力机械及工程]
  • 作者机构:[1]大连理工大学工程力学系、工业装备结构分析国家重点实验室,大连116024
  • 相关基金:国家自然科学基金与创新群体基金(10225212,10421002);长江学者和创新团队发展计划以及国家基础性发展规划项目(2005cB321704)
中文摘要:

增压器压气机叶轮、轴套和轴采用过盈配合技术联成一体,这是三维多体弹塑性有摩擦接触问题。是两种非线性相互耦合的边值待定问题。采用有限元参数二次规划法,并结合多重子结构技术,充分利用两种方法各自的长处分析求解柴油机涡轮增压器叶轮与轴套、轴套与轴的三维弹塑性有摩擦接触问题,针对不同的过盈量、摩擦因数、转速和轴套壁厚进行了大量计算,获得了叶轮、轴套与轴之间接触应力的相应分布规律。轴套与轴的装配过盈量是影响轮轴接触应力的重要因素。在选择叶轮、轴套和轴三者装配尺寸时,尤其采用压力组装法时应严格控制轴套与轴的过盈量。研究结果表明,此方法对压气机弹塑性接触特性是有效的,能够反映接触区域的接触法向应力、变形以及摩擦力的大小和分布情况。

英文摘要:

The FE parametric quadratic programming (PQP) method which was developed based on the parametric variational principle (PVP) was used for the analysis of stress distribution of 3-D elastoplastic frictional contact of impeller-shaft sleeve-shaft. A locomotive-type turbocharger compressor with 24 blades Under combined centrifugal and interference-fit loading was considered in the numerical analysis. The solution of elastoplastic frictional contact problems belongs to the unspecified boundary problems where the interaction between two kinds of nonlinearities should occur. To save the time cost in the numerical computation, multi-substructure technique was adopted in the structural modeling. The effect of fit tolerance, wall thickness of shaft sleeve and rotational speed on the contact stress was discussed in detail in the numerical computation. To reduce the difficulty in the assembling process and make sure the safety of the working state, the amount of interference between the shaft sleeve and shaft by press-fitting should be controlled strictly to avoid the rapid increase of the contact stress. The numerical results show the high accuracy and good convergence of the algorithm presented here. The study plays a referenced role in deciding the proper fit tolerance and improving design and manufacturing technology of compressor impellers.

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期刊信息
  • 《工程力学》
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  • 主办单位:中国力学学会
  • 主编:袁驷
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  • 国际标准刊号:ISSN:1000-4750
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2595/O3
  • 邮发代号:82-862
  • 获奖情况:
  • 1999年获在物理、力学类刊物中影响因子位居第二(0...
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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