CN116907845A - 一种用于柴油机轴瓦性能评价的虚拟试验方法 - Google Patents
一种用于柴油机轴瓦性能评价的虚拟试验方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116907845A CN116907845A CN202310856740.4A CN202310856740A CN116907845A CN 116907845 A CN116907845 A CN 116907845A CN 202310856740 A CN202310856740 A CN 202310856740A CN 116907845 A CN116907845 A CN 116907845A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bearing bush
- test
- performance
- diesel engine
- simulation analysis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 100
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims abstract description 47
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 claims description 14
- 238000011056 performance test Methods 0.000 claims description 11
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 claims description 8
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 4
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 claims description 3
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 claims description 3
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 7
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M13/00—Testing of machine parts
- G01M13/04—Bearings
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/10—Geometric CAD
- G06F30/17—Mechanical parametric or variational design
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
- G06F2119/14—Force analysis or force optimisation, e.g. static or dynamic forces
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Testing Of Engines (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于柴油机轴瓦性能评价的虚拟试验方法，属于发动机领域。本发明建立柴油机轴瓦部件试验仿真分析模型；获取轴瓦物理试验的试验结果数据，标定仿真分析模型；获取轴瓦物理试验过程中表征试验轴瓦性能的参数集，嵌入仿真分析模型中，通过数据处理形成轴瓦不同性能的失效判据；进行轴瓦不同性能评价的虚拟试验。本发明的虚拟试验方法，可针对不同轴瓦尺寸，不同工况开展轴瓦试验，打破了硬件设备的限制，有效扩展了试验能力。
Description
技术领域
本发明属于发动机领域，具体涉及一种用于柴油机轴瓦性能评价的虚拟试验方法。
背景技术
轴瓦是发动机重要的传力部件，该部件与轴颈以及润滑介质共同组成精密的轴承系统，该轴承系统工作过程中承受了较大的时变载荷、受结构变形及系统振动的影响程度较大，轴瓦一旦失效将造成不可挽回的损失，对发动机的性能、工作可靠性和寿命具有重要影响。
随着发动机强化程度的提高，不仅对轴瓦材料的承载能力和耐久性提出了更高的要求，同时对整机厂轴瓦可靠性验证试验也提出了更高要求。长期以来，发动机整机厂对于轴瓦仍然采用整机验证的手段，虽可直接获得轴瓦验证结果但实物验证周期长、成本较高。轴瓦制造厂则开发了不同型式的轴瓦部件试验机，用于评价轴瓦材料本身的抗咬合、抗疲劳、抗磨损等性能的专用试验机，虽然可有效辨识不同材料和工艺制备的轴瓦性能优劣，但不足以评估轴瓦是否满足整机的使用要求，而且部件试验成本相对较高，周期也相对较长。为此，需要一种可以将轴瓦材料特征和整机系统特征综合考虑的轴瓦性能评价虚拟试验方法。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是如何提供一种用于柴油机轴瓦性能评价的虚拟试验方法，以解决现有的轴瓦可靠性验证试验不足以评估轴瓦是否满足整机的使用要求，而且部件试验成本相对较高，周期也相对较长的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提出一种用于柴油机轴瓦性能评价的虚拟试验方法，该方法包括如下步骤：
步骤S1：建立柴油机轴瓦部件试验仿真分析模型；
步骤S2：获取轴瓦物理试验的试验结果数据，标定步骤S1所述仿真分析模型；
步骤S3：获取轴瓦物理试验过程中表征试验轴瓦性能的参数集，嵌入步骤S1所述仿真分析模型中，通过数据处理形成轴瓦不同性能的失效判据；
步骤S4：进行轴瓦不同性能评价的虚拟试验。
进一步地，步骤S1中，柴油机轴瓦部件试验仿真分析模型与物理试验在结构形式、加载功能、润滑功能、驱动功能完全一致，模拟不同载荷、不同转速及不同润滑边界组合的多种工况，考虑支撑座孔变形、接触表面状态、轴瓦型线多种参数影响。
进一步地，步骤S1中，轴瓦部件试验装置由两侧支撑轴承和中间试验轴承组成，仿真分析模型与物理试验装置在结构形式、加载功能、润滑功能、驱动功能完全一致。
进一步地，步骤S2中，针对轴瓦物理试验，进行不同工况组合，获得传感器测试数据，与仿真分析模型的结果进行标定并修正仿真分析模型。
进一步地，传感器测试数据包括：摩擦力、轴瓦试验温度、油膜厚度和粗糙接触比。
进一步地，步骤S2中，采用轴瓦物理试验和仿真分析模型分别进行不同工况组合下的试验和仿真分析，将试验获得的传感器测试数据与仿真分析模型计算的结果进行对比标定，据此修正仿真分析模型参数。
进一步地，步骤S3中，针对轴瓦物理试验，分别开展轴瓦咬合、疲劳、磨损性能试验，并记录各项性能试验终止时轴瓦对应的工况参数和传感器参数，通过后处理形成轴瓦咬合、疲劳和磨损试验的失效判据。
进一步地，轴瓦咬合性能采集加载载荷、轴瓦温度、转动线速度参数，轴瓦疲劳采集轴瓦疲劳失效加载载荷和加载次数参数，轴瓦磨损采集轴瓦磨损率和磨损量参数，将上述表征参数嵌入至仿真分析模型中。
进一步地，步骤S4中，所述轴瓦虚拟试验包含抗咬合、疲劳和磨损性能试验。
进一步地，步骤S4中，所述轴瓦虚拟试验扩展至不同轴瓦尺寸、不同工况和不同材料的轴瓦部件试验。
(三)有益效果
本发明提出一种用于柴油机轴瓦性能评价的虚拟试验方法，本发明的虚拟试验方法，通过与物理样机的联合标定技术，提升了虚拟试验的拟真度和精确度，可降低轴瓦试验对物理样机的依赖，节约试验成本，缩短试验周期。
本发明的虚拟试验方法，可针对不同轴瓦尺寸，不同工况开展轴瓦试验，打破了硬件设备的限制，有效扩展了试验能力。
本发明的虚拟试验方法满足柴油机数字化研发体系建设发展需求，实现物理样机考核前的超前验证。
附图说明
图1为本发明的方法流程图；
图2为轴瓦部件试验装置；
图3为轴瓦部件试验仿真分析模型。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明提供一种用于柴油机轴瓦性能评价的虚实结合试验方法，包括以下步骤：
步骤S1：建立柴油机轴瓦部件试验仿真分析模型；
步骤S2：获取轴瓦物理试验的试验结果数据，标定步骤S1所述仿真分析模型；
步骤S3：获取轴瓦物理试验过程中表征试验轴瓦性能的参数集，嵌入步骤S1所述仿真分析模型中，通过数据处理形成轴瓦不同性能的失效判据；
步骤S4：进行轴瓦不同性能评价的虚拟试验。
步骤S1中，柴油机轴瓦部件试验仿真分析模型与物理试验在结构形式、加载功能、润滑功能、驱动功能等完全一致，可模拟不同载荷、不同转速及不同润滑边界组合的多种工况，可考虑支撑座孔变形、接触表面状态、轴瓦型线等多种参数影响。
步骤S2中，针对轴瓦物理试验，进行不同工况组合，获得摩擦力、轴瓦试验温度、油膜厚度、粗糙接触比等传感器测试数据，与仿真分析模型的结果进行标定并修正仿真分析模型。
步骤S3中，针对轴瓦物理试验，分别开展轴瓦咬合、疲劳、磨损等性能试验，并记录各项性能试验终止时轴瓦对应的工况参数和传感器参数，通过后处理形成轴瓦咬合、疲劳和磨损等试验的失效判据；
步骤S4中，所述轴瓦虚拟试验包含抗咬合、疲劳和磨损等性能试验,可进一步扩展至不同轴瓦尺寸、不同工况和不同材料的轴瓦部件试验。
实施例1
一种用于柴油机轴瓦性能评价的虚实结合试验方法，包括以下步骤：
步骤S1：建立柴油机轴瓦部件试验仿真分析模型；
步骤S2：获取轴瓦物理试验的试验结果数据，标定步骤S1所述仿真分析模型的结果；
步骤S3：获取轴瓦物理试验过程中表征试验轴瓦性能的参数集，嵌入步骤S1所述仿真分析模型中，通过数据处理形成轴瓦不同性能的失效判据；
步骤S4：进行轴瓦不同性能评价的虚拟试验。
步骤S1中，图2为轴瓦部件试验装置，该试验装置由两侧支撑轴承和中间试验轴承组成，图3为柴油机轴瓦部件试验装置的仿真分析模型，该仿真分析模型与物理试验装置在结构形式、加载功能、润滑功能、驱动功能等完全一致。通过将试验详细参数输入至仿真分析模型中，可模拟不同载荷、不同转速及不同润滑边界组合的多种工况，可考虑支撑座孔变形、接触表面状态、轴瓦型线等多种参数影响。
步骤S2中，采用轴瓦物理试验和仿真分析模型分别进行不同工况组合下的试验和仿真分析，将试验获得的摩擦力、轴瓦试验温度、油膜厚度、粗糙接触比等传感器测试数据与仿真分析模型计算的结果进行对比标定，据此修正仿真分析模型参数，提升仿真分析模型的拟真度和精确度。
步骤S3中，针对轴瓦物理试验样机，分别开展轴瓦咬合、疲劳、磨损等性能试验，并记录各项性能试验终止时刻的工况参数和传感器参数，通过后处理形成轴瓦咬合、疲劳和磨损等试验的失效判据，其中，轴瓦咬合性能采集加载载荷、轴瓦温度、转动线速度等参数，轴瓦疲劳采集轴瓦疲劳失效加载载荷和加载次数等参数，轴瓦磨损采集轴瓦磨损率和磨损量等参数，将上述表征参数嵌入至仿真分析模型中，可进一步开展不同轴瓦性能的试验。
本发明的虚拟试验方法，通过与物理样机的联合标定技术，提升了虚拟试验的拟真度和精确度，可降低轴瓦试验对物理样机的依赖，节约试验成本，缩短试验周期。
本发明的虚拟试验方法，可针对不同轴瓦尺寸，不同工况开展轴瓦试验，打破了硬件设备的限制，有效扩展了试验能力。
本发明的虚拟试验方法满足柴油机数字化研发体系建设发展需求，实现物理样机考核前的超前验证。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于柴油机轴瓦性能评价的虚拟试验方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤S1：建立柴油机轴瓦部件试验仿真分析模型；
步骤S2：获取轴瓦物理试验的试验结果数据，标定步骤S1所述仿真分析模型；
步骤S3：获取轴瓦物理试验过程中表征试验轴瓦性能的参数集，嵌入步骤S1所述仿真分析模型中，通过数据处理形成轴瓦不同性能的失效判据；
步骤S4：进行轴瓦不同性能评价的虚拟试验。
2.如权利要求1所述的用于柴油机轴瓦性能评价的虚拟试验方法，其特征在于，步骤S1中，柴油机轴瓦部件试验仿真分析模型与物理试验在结构形式、加载功能、润滑功能、驱动功能完全一致，模拟不同载荷、不同转速及不同润滑边界组合的多种工况，考虑支撑座孔变形、接触表面状态、轴瓦型线多种参数影响。
3.如权利要求2所述的用于柴油机轴瓦性能评价的虚拟试验方法，其特征在于，步骤S1中，轴瓦部件试验装置由两侧支撑轴承和中间试验轴承组成，仿真分析模型与物理试验装置在结构形式、加载功能、润滑功能、驱动功能完全一致。
4.如权利要求1所述的用于柴油机轴瓦性能评价的虚拟试验方法，其特征在于，步骤S2中，针对轴瓦物理试验，进行不同工况组合，获得传感器测试数据，与仿真分析模型的结果进行标定并修正仿真分析模型。
5.如权利要求4所述的用于柴油机轴瓦性能评价的虚拟试验方法，其特征在于，传感器测试数据包括：摩擦力、轴瓦试验温度、油膜厚度和粗糙接触比。
6.如权利要求5所述的用于柴油机轴瓦性能评价的虚拟试验方法，其特征在于，步骤S2中，采用轴瓦物理试验和仿真分析模型分别进行不同工况组合下的试验和仿真分析，将试验获得的传感器测试数据与仿真分析模型计算的结果进行对比标定，据此修正仿真分析模型参数。
7.如权利要求1所述的用于柴油机轴瓦性能评价的虚拟试验方法，其特征在于，步骤S3中，针对轴瓦物理试验，分别开展轴瓦咬合、疲劳、磨损性能试验，并记录各项性能试验终止时轴瓦对应的工况参数和传感器参数，通过后处理形成轴瓦咬合、疲劳和磨损试验的失效判据。
8.如权利要求7所述的用于柴油机轴瓦性能评价的虚拟试验方法，其特征在于，轴瓦咬合性能采集加载载荷、轴瓦温度、转动线速度参数，轴瓦疲劳采集轴瓦疲劳失效加载载荷和加载次数参数，轴瓦磨损采集轴瓦磨损率和磨损量参数，将上述表征参数嵌入至仿真分析模型中。
9.如权利要求7所述的用于柴油机轴瓦性能评价的虚拟试验方法，其特征在于，步骤S4中，所述轴瓦虚拟试验包含抗咬合、疲劳和磨损性能试验。
10.如权利要求9所述的用于柴油机轴瓦性能评价的虚拟试验方法，其特征在于，步骤S4中，所述轴瓦虚拟试验扩展至不同轴瓦尺寸、不同工况和不同材料的轴瓦部件试验。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310856740.4A CN116907845A (zh) | 2023-07-13 | 2023-07-13 | 一种用于柴油机轴瓦性能评价的虚拟试验方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310856740.4A CN116907845A (zh) | 2023-07-13 | 2023-07-13 | 一种用于柴油机轴瓦性能评价的虚拟试验方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116907845A true CN116907845A (zh) | 2023-10-20 |
Family
ID=88357527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310856740.4A Pending CN116907845A (zh) | 2023-07-13 | 2023-07-13 | 一种用于柴油机轴瓦性能评价的虚拟试验方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116907845A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117131714A (zh) * | 2023-10-27 | 2023-11-28 | 中船奥蓝托无锡软件技术有限公司 | 基于虚实融合的装备性能试验方法 |
-
2023
- 2023-07-13 CN CN202310856740.4A patent/CN116907845A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117131714A (zh) * | 2023-10-27 | 2023-11-28 | 中船奥蓝托无锡软件技术有限公司 | 基于虚实融合的装备性能试验方法 |
| CN117131714B (zh) * | 2023-10-27 | 2024-01-26 | 中船奥蓝托无锡软件技术有限公司 | 基于虚实融合的装备性能试验方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Gritsenko et al. | Diagnostics of Friction Bearings by Oil Pressure Parameters During Cycle-By-Cycle Loading. | |
| CN107782555B (zh) | 一种测试大型旋转机械轴瓦性能及寿命的多功能试验台 | |
| CN116907845A (zh) | 一种用于柴油机轴瓦性能评价的虚拟试验方法 | |
| CN104122094B (zh) | 一种发动机异响故障诊断装置及方法 | |
| CN112182939B (zh) | 一种发动机承力框架动强度评估方法 | |
| CN109238714B (zh) | 高速重载曲轴-滑动轴承系统动态试验台 | |
| CN112668217B (zh) | 基于设计型线的主轴承液体动力润滑的分析方法及装置 | |
| CN111337172A (zh) | 轴承内部载荷分布检测结构、标定结构及检测方法 | |
| CN107665286A (zh) | 一种关于汽车发动机轴承动力学分析方法 | |
| Ligier et al. | Piston pin: wear and rotating motion | |
| CN115408961B (zh) | 一种混动变速器轴承润滑冷却仿真分析方法 | |
| CN115496107A (zh) | 基于数字孪生的航空发动机主轴轴承全生命周期分析方法 | |
| Ushijima et al. | A study on engine bearing performance focusing on the viscosity-pressure characteristic of the lubricant and housing stiffness | |
| CN116933513A (zh) | 一种用于柴油机活塞环-气缸套性能评价的虚拟试验方法 | |
| KR102633463B1 (ko) | 대형 유체 윤활 베어링의 성능시험 방법 | |
| CN202002800U (zh) | 一种含油轴承负载性能检测装置 | |
| CN111336976A (zh) | 轴承内部径向工作游隙检测方法 | |
| Zhao et al. | Recent Patents on Third Generation Bearing Testing Machine | |
| Ompusunggu | Systematic methodology for generating natural spall faults on rolling element bearings | |
| RU2782036C1 (ru) | Способ безразборного контроля предотказного состояния шатунных подшипников двигателей внутреннего сгорания | |
| Gu et al. | Analysis of bearing failures in a typical high-power marine gearbox | |
| CN114383847B (zh) | 一种基于数字孪生的滚动轴承全寿命状态监测方法 | |
| CN117744433A (zh) | 一种评价连杆小头轴承摩擦磨损性能的虚拟试验方法 | |
| CN218455709U (zh) | 一种对称式装夹装置 | |
| Sturm et al. | Diagnostics of rolling-element bearing condition by means of vibration monitoring under operating conditions |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |