22

ГЛАВА 2

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДИНАМИЧЕСКИ НАПРЯЖЕННОГО

СОСТОЯНИЯ ЦИЛИНДРОВОЙ ВТУЛКИ

ВЫСОКОФОРСИРОВАННОГО ДИЗЕЛЯ ОТ ДЕЙСТВИЯ СИЛ

ИНЕРЦИИ

2.1. Приближенный расчет напряженного состояния цилиндровой втулки высокофорсированного дизеля от действия сил инерции

За время совершения полного рабочего цикла цилиндропоршневая группа, как и кривошипно-шатунный механизм четырехтактного дизеля нагружается в основном силами от давления газов, силами инерции поступательно и вращательно движущихся масс.

Цилиндровая втулка высокофорсированного дизеля опирается фланцем на верхнюю плиту блока. Опорный фланец прижимается к плите блока крышкой цилиндра через прокладку, уплотняющую газовый стык. Усилия затяжки шпилек крепления крышки цилиндра действуют непосредственно на фланец втулки цилиндра и верхнюю плиту блока по узкой кольцевой поверхности отверстия под втулку. Переход от опорного фланца к стене цилиндровой втулки (галтель), выполняется по наименьшему радиусу, что является причиной повышенной концентрации напряжений. Кроме этого, цилиндровая втулка имеет резко изменяющуюся форму поперечных сечений (например, в зонах опорных буртов с блоком), что с учетом действия нескольких силовых факторов (сил инерции, сил давления газов и т.д.) служит причиной повышения общей неравномерности распределения напряжений при нагружении. Эти обстоятельства являются одной из причин понижения прочности и долговечности конструкции.

---

23

Поэтому разработка конструкторско-технологических методов улучшения формы и оценка эффективности этих методов для повышения работоспособности, прочности и долговечности цилиндровых втулок имеет важное народнохозяйственное и научное значение.

Ниже предлагается приближенный метод расчета напряженного состояния цилиндровой втулки четырехтактного дизеля от действия сил инерции, представляющий собой синтез методов [6], [4] с некоторыми уточнениями и дополнениями. Для решения вопроса о напряженном состоянии цилиндровой втулки рассмотрим расчетную схему со следующими условиями и допущениями (рис. 2.1):

а) опорный фланец жестко заделан по наружному диаметру
цилиндровой втулки и сопряжен с упругой оболочкой на внутреннем и
наружном краях (фланец «ужесточен» силовыми шпильками, затянутыми с
предварительной затяжкой);

б) сечения части фланца, расположенные снаружи цилиндровой
втулки, не поворачиваются, и стык между фланцем и цилиндровой втулкой
не раскрывается;

в) сечения части фланца как кольцевой пластины, расположенной
внутри цилиндровой втулки, испытывают изгиб, что наиболее правильно
отвечает кольцу наружного фланца;

г) цилиндровая втулка рассматривается как тонкостенная
цилиндрическая оболочка с постоянной толщиной стенки;

д) контактная реакция Q распределена по внешней кромке радиуса R,
так как предположение о недеформируемости контура сечения фланца,
расположенного снаружи окружности цилиндровой втулки, не допускает
площади контакта между фланцем и цилиндровой втулкой.

Канонические уравнения метода сил, выражающие условие неразрывности в месте соединения цилиндровой втулки с кольцом фланца (сечение О-О, рис. 2.1) таковы:

---

24

Расчетная схема цилиндровой втулки от действия Pj

Дн.1>л.

Рис. 2.1

а) - основная система

б) - схема деформации фланца и цилиндровой втулки

---

Расчетная схема цилиндровой втулки от действия Pj

Дн,1>л,

---

25

где Кц, K12, K21, K22 - коэффициенты податливости края втулки, отнесенные

к единице его длины и определяемые путем численного интегрирования

исходного дифференциального уравнения краевой задачи по методу

конечных разностей;

Qo - поперечная сила в основании втулки;

Мо - изгибающий момент в основании втулки, приходящийся на единицу

длины внутреннего края кольца фланца;

□ - радиальное перемещение внутреннего края фланца;

D - угол поворота нормали к срединной поверхности фланца близ его

внутреннего края.

Используя решение [6] для цилиндровой втулки как тонкостенной цилиндрической оболочки, а также метод наложения, найдем угол поворота нормали:

---

Смотрите также файлы

• втулка.doc

• Дизели ЧН 21.doc

• Первые листы 2010 уч. год.doc

• список лит-ры .doc

• последовательность листов.doc