第38卷(2016)第6期结构与可靠性
柴油机 Diesel Engine
Vol. 38(2016)No. 6
某船用柴油机机体主轴承壁的有限元分析和结构优化
石磊”，张华兵”，李丽婷”，梁刚”
（1.海军驻七一一研究所军事代表室，上海201108；2.七一一研究所，上海201108）
摘要：考虑接触滑移模型，选取典型特征工况并耦合映射动力学轴承载荷，开展了轴承孔的变形分析以及结合面的相对滑移和主轴承壁的高周疲劳分析；以此为依据对某直列8红船用荣油机的机体主轴承壁结构进行了优化设计。结果表明：优化后的主轴承壁的刚度得到明显改善，主轴承孔变形更为均匀，机体和主轴承盖结合面的相对接触滑移得到进一步减小，降低了微动疲劳磨损的风险。
关键词：柴油机；主轴承壁；相对滑移；高周疲劳
中图分类号：TK423.1
文献标识码：A文章编号：1001-4357(2016)06-0020-05
FiniteElement Analysis and Structural Optimization of Main Bearing Block
foraMarineDiesel Engine
Shi Lei', Zhang Huabing, Li Liting’, Liang Gang
(1. Naval Deputy Office of Shanghai Marine Diesel Engine Research Institute, Shanghai 201108;
2.Shanghai Marine Diesel Engine Research Institute,Shanghai 201108）
Abstract: Considering contact slip model, analysis was carried out on the deformation of bearing holes relative slip of faying face and high cycle fatigue of main bearing block as selecting the typical working condition and mapping dynamic bearing load. Based on the analysis results, structure optimal design was carried out on the main bearing block of a 8-cylinder in line marine diesel engine, which showed that the stiffness of the main bearing block was obviously improved, the deformation of bearing hole was more e-ven, the relative contact slip between engine block and main bearing cap faying face became smaller, thus reduced the risk of fretting fatigue wearing-
Key words: diesel engine; main bearing block; relative slip; high cycle fatigue
0引言
机体是整个柴油机的重要基础，工作时主轴承壁除受到螺栓预紧、轴瓦过盈等装配载荷外，主要承受由曲柄连杆机构带来的轴承负荷以及缸内燃烧压力形成的周期性交变负荷，其引起的高周疲劳破坏危害极大。主轴承孔变形直接影响到轴承油膜状态，进而影响曲轴的正常运转。此外机体与主轴承盖的结合面在周期交变载荷作用下产生微动摩擦，
容易引发磨损和疲劳。因此，机体必须要有足够的强度和刚度，以保证柴油机运行可靠。
在某款船用直列柴油机系列化设计过程中，基于6缸机的应用经验，开展了8缸机机体主轴承壁的设计优化。本文通过对初始方案的主轴承壁进行有限元计算，从轴承孔变形，结合面相对滑移，高周疲劳强度三个方面进行对比分析，确定了优化方案。
收稿日期：2016-05-03
作者简介：石磊（1982-），男，工程师，主要研究方向为柴油机结构设计分析，E-mail：sparkle9454@163.com。