发动机连杆屈曲载荷测试方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及汽车技术领域，具体的说是一种发动机连杆屈曲载荷测试方法、装置、设备及存储介质。包括以下步骤：步骤一、建立发动机连杆屈曲载荷试验夹具和连杆装配后的有限元模型；步骤二、模拟连杆受压状态进行仿真分析；步骤三、屈曲试验。本发明专利技术模拟连杆轴径的大头销轴和连杆轴径直径及公差保持一致，模拟活塞销的小头销轴直径及公差和活塞销直径及公差保持一致、连杆大头支撑底座一体化设计，大头支撑底座和小头加载压头水平方向尺寸一致，并且设计了对齐标尺，提升了测试精度。提升了测试精度。提升了测试精度。

【技术实现步骤摘要】
发动机连杆屈曲载荷测试方法、装置、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及汽车
，具体的说是一种发动机连杆屈曲载荷测试方 法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]连杆组件是往复式内燃机的核心零件之一，主要作用是将活塞的直线运动 转变为曲轴的旋转运动，同时将作用在活塞上的气体压力传递给曲轴。
[0003]一方面，发动机轻量化是设计人员一直努力的目标，特别是运动部件，如 连杆、曲轴等的轻量化设计对于降低发动机油耗其意义重大，故当前连杆设计 向着体积小、重量轻发展，连杆杆身“瘦身”显著，导致连杆的抗弯性能越来 越差；另一方面，随着用户对汽车动力性的要求越来越高，发动机爆压日益提 升，连杆所承受的受压载荷也就越来越大。当作用在连杆上的轴向压力达到或 超过一定限度时，连杆可能发生屈曲失稳失效，导致发动机缸体和缸盖受到异 常冲击，甚至发生捣缸事故，致使发动机报废，因而需要专利技术一种可以准确获 得连杆屈曲承载能力的方法，使基于连杆屈曲承载性能的设计成为可能。
[0004]为获得连杆的屈曲失稳性能，通常有三大类方法：公式法、仿真计算方法 以及实物试验方法。
[0005]由于连杆杆身为变截面，并且连杆在实际制造时由于材料本身、热处理以 及加工工艺的影响，导致连杆有一定的偏心等缺陷，使得公式法以及仿真计算 法计算得到的屈曲载荷和实际偏差较大，无法准确指导产品开发。
[0006]针对实物试验方法，当前已有的方法中存在以下问题：
①
试验夹具和连杆 实际工作边界差异大；r/>②
大小头夹具对齐困难；
③
屈曲发生位置无法提前预测 来指导屈曲试验监测位置；
④
屈曲载荷范围无法预估导致加载设备选取困难；
ꢀ⑤
测试工具较差导致测试精度低；
⑥
连杆屈曲承载能力无法准确评价。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供了一种发动机连杆屈曲载荷测试方法、装置、设备及存储介质， 本专利技术模拟连杆轴径的大头销轴和连杆轴径直径及公差保持一致，模拟活塞销 的小头销轴直径及公差和活塞销直径及公差保持一致、连杆大头支撑底座一体 化设计，大头支撑底座和小头加载压头水平方向尺寸一致，并且设计了对齐标 尺，提升了测试精度，解决了现有连杆屈曲载荷测试方法存在的上述问题。
[0008]第一方面，本专利技术实施例提供了一种发动机连杆屈曲载荷测试方法，包括 以下步骤：
[0009]步骤一、建立发动机连杆屈曲载荷试验夹具和连杆3装配后的有限元模 型；
[0010]步骤二、模拟连杆3受压状态进行仿真分析；
[0011]步骤三、屈曲试验。
[0012]进一步的，步骤二，连杆材料为实测弹塑性材料参数；考虑几何非线性； 求解方法
选择riks；采用强制位移加载；发动机连杆屈曲载荷试验夹具的网 格尺寸4mm
‑
7mm，采用六面体网格；连杆3的网格尺寸1mm
‑
3mm，采用2次四 面体网格。
[0013]进一步的，步骤三具体包括：
[0014]31)应变片8布置；
[0015]32)发动机连杆屈曲载荷试验夹具安装；
[0016]33)偏载试验设计；
[0017]34)屈曲试验加载；
[0018]所述发动机连杆屈曲载荷试验夹具包括小头销轴1、小头加载压头2、对 齐标尺4、大头销轴5和大头支撑底座6；所述小头加载压头2为一体结构的 第一长方体，中间开有矩形的第一凹槽；所述第一长方体的侧面开有第一圆孔； 所述第一长方体的长度为L1、宽度为L2；所述第一凹槽的宽度为W4；所述第 一凹槽的底面与第一长方体上端面的距离为H2；所述第一凹槽的边缘和第一 长方体的边缘的距离为W3；所述第一圆孔的直径为D3；所述第一圆孔的圆心 所在平面与第一长方体上表面的距离为H3；所述第一圆孔的圆心所在平面与 第一长方体下表面的距离为H4；所述L1和L2相等；所述W3不小于2倍的连 杆3杆身宽度即W1；所述W4＝W1+2mm；所述H2不小于10mm；所述H3在连杆3 安装后，在垂直方向上连杆顶部与夹具间隙不小于5mm；所述D3与连杆3的 小头直径D1相等，公差为小头加载压头2和小头销轴1配合后间隙 0.05mm
‑
0.1mm；所述小头销轴1的长度为L3，直径为D4；所述D4及公差和连 杆3的小头直径D1及公差一致；所述L3和L1相等；所述大头支撑底座6为 一体结构的第二长方体，中间开有矩形的第二凹槽，两端开有半圆形凹槽；所 述第二长方体的长度为L4、宽度为L5；所述第二凹槽的宽度为W5；所述第二 凹槽的底面与第二长方体下端面的距离为H5；所述半圆形凹槽的直径为D5； 所述大头销轴5的直径为D6，长度为L6；所述L4、L5和L1相等；所述H5不 小于5mm；所述W5＝W2+2mm；所述D5与D6相等，公差保证大头支撑底座6和 大头销轴5配合后间隙0.05mm
‑
0.1mm；所述对齐标尺4包括相互垂直的第一 标尺面和第二标尺面；所述第一标尺面的长度为L7，宽度为W6，厚度为W8； 所述第一标尺面的宽度为W7，厚度为W9；所述L7保证按装配要求安装后距离 顶部压力机压板10mm；所述W6、W7相等，均不小于20mm；所述W8和W9相等， 均不小于5mm。
[0019]进一步的，步骤31)，应变片8为单项；量程选取时参考仿真分析时的布 置区域的应变数值；应变片8长度方向与连杆3的长度方向一致；应变片8粘 贴表面打磨平整，粘胶均匀。
[0020]进一步的，步骤32)，发动机连杆屈曲载荷试验夹具安装顺序为：
①
连杆 3水平放置；
②
安装大头销轴5；
③
安装大头支撑底座6；
④
安装小头加载压 头2；
⑤
安装小头销轴1；
⑥
放置到压力试验机托盘中央；
⑦
将连杆3及连接 结构垂直放置；
⑧
对齐标尺4放置在直角处；
⑨
预压100N；
⑩
通过对齐标尺4 定位调整大头支撑座6和小头加载压头2位置，对中设置；取下对齐标尺4， 准备加载。
[0021]进一步的，步骤33)，设计偏心加载试验；对于连杆3，有旋转平面偏心 和垂直旋转平面偏心两种情况；进行偏心加载试验，通过对齐标尺4和塞尺7 进行调整；其中，旋转平面偏心时，进行旋转平面内偏心量为0.1mm、0.2mm、 0.5mm、1mm、2mm的偏心试验；垂直旋转平面偏心时，进行垂直旋转平面内偏 心量为0.1mm、0.2mm、0.5mm、1mm的偏心试验。
[0022]进一步的，步骤34)，加载速率不大于6.4mm/min；输出载荷
‑
时间曲线、 载荷
‑
位移
曲线、应变
‑
时间曲线；准备三根以上的连杆总成，进行三次以上的 屈曲试验，以确保3组以上有效数据；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发动机连杆屈曲载荷测试方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、建立发动机连杆屈曲载荷试验夹具和连杆(3)装配后的有限元模型；步骤二、模拟连杆(3)受压状态进行仿真分析；步骤三、屈曲试验。2.根据权利要求1所述的一种发动机连杆屈曲载荷测试方法，其特征在于，步骤二，连杆材料为实测弹塑性材料参数；考虑几何非线性；求解方法选择riks；采用强制位移加载；发动机连杆屈曲载荷试验夹具的网格尺寸4mm
‑
7mm，采用六面体网格；连杆(3)的网格尺寸1mm
‑
3mm，采用2次四面体网格。3.根据权利要求1所述的一种发动机连杆屈曲载荷测试方法，其特征在于，步骤三具体包括：31)应变片(8)布置；32)发动机连杆屈曲载荷试验夹具安装；33)偏载试验设计；34)屈曲试验加载；所述发动机连杆屈曲载荷试验夹具包括小头销轴(1)、小头加载压头(2)、对齐标尺(4)、大头销轴(5)和大头支撑底座(6)；所述小头加载压头(2)为一体结构的第一长方体，中间开有矩形的第一凹槽；所述第一长方体的侧面开有第一圆孔；所述第一长方体的长度为L1、宽度为L2；所述第一凹槽的宽度为W4；所述第一凹槽的底面与第一长方体上端面的距离为H2；所述第一凹槽的边缘和第一长方体的边缘的距离为W3；所述第一圆孔的直径为D3；所述第一圆孔的圆心所在平面与第一长方体上表面的距离为H3；所述第一圆孔的圆心所在平面与第一长方体下表面的距离为H4；所述L1和L2相等；所述W3不小于2倍的连杆(3)杆身宽度即W1；所述W4＝W1+2mm；所述H2不小于10mm；所述H3在连杆(3)安装后，在垂直方向上连杆顶部与夹具间隙不小于5mm；所述D3与连杆(3)的小头直径D1相等，公差为小头加载压头(2)和小头销轴(1)配合后间隙0.05mm
‑
0.1mm；所述小头销轴(1)的长度为L3，直径为D4；所述D4及公差和连杆(3)的小头直径D1及公差一致；所述L3和L1相等；所述大头支撑底座(6)为一体结构的第二长方体，中间开有矩形的第二凹槽，两端开有半圆形凹槽；所述第二长方体的长度为L4、宽度为L5；所述第二凹槽的宽度为W5；所述第二凹槽的底面与第二长方体下端面的距离为H5；所述半圆形凹槽的直径为D5；所述大头销轴(5)的直径为D6，长度为L6；所述L4、L5和L1相等；所述H5不小于5mm；所述W5＝W2+2mm；所述D5与D6相等，公差保证大头支撑底座(6)和大头销轴(5)配合后间隙0.05mm
‑
0.1mm；所述对齐标尺(4)包括相互垂直的第一标尺面和第二标尺面；所述第一标尺面的长度为L7，宽度为W6，厚度为W8；所述第一标尺面的宽度为W7，厚度为W9；所述L7保证按装配要求安装后距离顶部压力机压板10mm；所述W6、W7相等，均不小于20mm；所述W8和W9相等，均不小于5mm。4.根据权利要求3所述的一种发动机连杆屈曲载荷测试方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡存朋，武斌，沈宇航，张醒国，周晓昱，曹征栋，白晓松，谢丽颖，刘子龙，陈清，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：