автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Численное исследование трехмерного напряженно-деформированного состояния блока цилиндров автомобильного дизеля с учетом его контактного взаимодействия с коленчатым валом

На правах рукописи

РГБ

«» г

ГО

ГОЛУБЕВ Юрий Владиславович !

УДК 621.43

ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЁХМЕРНОГО НАПРЯЖЁННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ БЛОКА ЦИЛИНДРОВ АВТОМОБИЛЬНОГО ДИЗЕЛЯ С УЧЁТОМ ЕГО КОНТАКТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С КОЛЕНЧАТЫМ ВАЛОМ

Специальность 05.04.02 - Тепловые двигатели

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Ярославль - 2000

Работа выполнена на кафедре "Двигатели внутреннего сгорания" Ярославского государственного технического университета.

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор А.И. Яманин

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Б.С. Антропов, кандидат технических наук В.Г. Новиков

Ведущее предприятие:

АО «Тутаевский моторный завод», Тутаев.

1

Защита диссертации состоится «./В » декабря 2000 г. в «Ю»часов на заседании диссертационного совета К063.69.02 Ярославского государственного технического университета по адресу: 150053, г.Ярославль, Московский проспект, дом № 88, корпус "Г", аудитория № 219.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ярославского государственного технического университета.

Автореферат разослан " " -¿НР^лЛ^ 2000 г.

Учёный секретарь ^ / /

диссертационного совета К063.69.02 /

кандидат технических наук, доцент В.А/Панкратов

0№Ч-№НЮ.Че«5,0

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Надёжность транспортного двигателя во многом определяется работой его базовой корпусной детали - блока цилиндров. До последнего времени основным способом исследования напряжённо-деформированного состояния (НДС) и доводки конструкции блоков являлся эксперимент. Однако в настоящее время одно из важнейших значений принимает не только достоверность результатов исследований, но и время и стоимость их получения. Поэтому широкое распространение получают расчётные методы анализа. Одним из требований, предъявляемым к последним, является достоверность результатов, которая обеспечивается применением корректных физических моделей. Ранние исследования НДС остовов автомобильных двигателей не учитывали контактного взаимодействия сопрягаемых неподвижных и подвижных деталей, а потому достоверность получаемых результатов обеспечивалась не всегда. Кроме того, значительное число конечно-элементных моделей (КЭМ), применяемых различными исследователями, были созданы с помощью стержневых, либо пластинчатых конечных элементов (КЭ). Практически не проводились расчётные эксперименты на 3-мерных моделях, использующих объёмные изо параметрические КЭ. Выполнение КЭМ практически с любой степенью дискретности возможно при использовании CAD/CAE-технологии1. Создание единой методики расчётного исследования по методу конечных элементов (МКЭ) НДС блоков цилиндров (с учётом совместной работы присоединённых узлов и агрегатов) двигателей на основе CAD/CAE является одной из важнейших задач при проектировании новых и совершенствовании существующих конструкций двигателей.

1 CAD - автоматизированное проектирование; САЕ - автоматизированный анализ конструкций

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Цель работы состоит в повышении достоверности и оперативности численного исследования 3-мерного НДС блоков цилиндров дизельных двигателей при моделировании контактного взаимодействия системы "блок цилиндров - коленчатый вал". Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

- оперативная CAD-разработка 3-мерных твёрдотельных моделей остова и на их основе КЭМ с наиболее высокой степенью дискретности;

- анализ локальных полей напряжений и деформаций блока цилиндров;

- разработка способа описания контакта в сопряжении "блок цилиндров - коленчатый вал";

- разработка способа описания граничных условий.

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЯ. Основными методами и средствами, применяемыми в диссертационной работе, являются: теория упругости, теория контактного взаимодействия, МКЭ, 3-мерное моделирование, профессиональное программное обеспечение Pro/ENGINEER, SolidWorks (создание твёрдотельных моделей), GIFTS, DesignSpace, Ansys (КЭ-анализ).

ДОСТОВЕРНОСТЬ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ обеспечивается применением программного обеспечения, сертифицированного в соответствии со стандартами ISO 9000, и подтверждается совпадением расчётных и экспериментальных данных, полученных при тензометрирова-нии блоков цилиндров дизельных двигателей 6 ЧН 13/14 (ЯМЗ-236Н) и 4 Ч 10,2/12,2 (ЯМЗ-534).

НАУЧНАЯ НОВИЗНА заключается в следующих положениях, выносимых автором на защиту:

- создание объёмных моделей блоков цилиндров с высокой степенью дискретности КЭМ;

- разработка научно обоснованной методики расчётного исследования 3-мерного НДС блока цилиндров при моделировании его контактного взаимодействия с коленчатым валом;

- сопоставительный анализ результатов эксперимента и расчёта только блока цилиндров; блока цилиндров и коленчатого вала при жёсткой установке последнего; блокам цилиндров и коленчатого вала с учётом их контактного взаимодействия;

- выработка теоретических положений по описанию контактного взаимодействия блока цилиндров с коленчатым валом;

- разработка способа описания силовых и кинематических граничных условий;

- анализ предпочтительности использования САО/САЕ-программных средств, применяемых для создания математических моделей элементов тепловых двигателей и проведения КЭ-расчётов.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Созданные математические модели используются в КБ двигателестроитель-ных предприятий на этапах проектирования, модернизации и доводки двигателей. Разработанные модели могут быть использованы для оценки НДС картеров двигателей, а также других целей: определения виброакустических характеристик блоков цилиндров, решения оптимизационных задач и т.д.

РЕАЛИЗАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты выполненного исследования использованы на этапе проектировании и доводки дизеля 4 Ч 10,2/12,2, что позволило сократить сроки проектных работ и материальные затраты, уменьшить объём натурных экспериментов. Реализованы расчёты, позволяющие проводить сопоставление вариантов конструкций блоков.

Созданное в процессе подготовки исходных данных для расчётов программное обеспечение используется в учебном процессе кафедры ДВС ЯГТУ при подготовке инженеров-механиков по специальности «Двигатели внутреннего сгорания».

Использование результатов работы подтверждено соответствующими документами.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертации доложены автором и обсуждены на: XXIII научно-технической конференции "Гагаринские чтения" (Москва, МАТИ, 1997 г.); научно-технической конференции "Актуальные проблемы гуманитарных, естественных и технических наук" (Ярославль, ЯГТУ, 1997 г.); конференции аспирантов и студентов ЯГТУ (Ярославль, ЯГТУ, 1998 г.); научно-технических семинарах кафедры ДВС ЯГТУ (Ярославль, ЯГТУ, 1998-2000 гг.); Шестой международной научно-технической конференции студентов и аспирантов МЭИ «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва, МЭИ, 2000 г.).

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации имеется четыре публикации.

СТРУКТУРА И ОБЪЁМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, четырёх глав и семи приложений, содержит 220 страниц машинописного текста, 110 рисунков и 42 таблицы, включает оглавление, список сокращений и условных обозначений и список использованной литературы (106 наименований).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во ВВЕДЕНИИ дано обоснование актуальности диссертационной работы. Отмечено, что наряду с совершенствованием существующих конструкций блоков цилиндров дизелей необходимо проводить работы, направленные на создание достоверных расчётных методик исследований блоков, в частности, на основе МКЭ.

ПЕРВАЯ ГЛАВА содержит обзор экспериментальных и расчётных методов исследования.

Современные тенденции к повышению мощностных удельных показателей, улучшению массогабаритных параметров современных ДВС требуют соответственного увеличения прочности, жёсткости, уменьшения их массы, улучшения виброакустических характеристик. Имеется значительный опыт экспериментальных исследований НДС

блоков цилиндров -двигателей (В.П. Усков, И.Д. Сидорин, ИИ Раенко, М.А. Салтыков и др.). Динамические характеристики корпусов ДВС изучались В.Н. Луканиным, И.В. Алексеевым, М.Г. Шатровым и др.

Представлены выполненные при участии автора результаты тензометрирования блоков цилиндров и крышек коренных подшипников дизелей ЯМЗ.

В области численного анализа НДС корпусов ДВС следует выделить работы П.А. Истомина, Н.Д. Чайнова, В.В. Бойко, В.К. Чистякова, М.М. Бондаренко, М.И. Раенко, И.В. Маслова, А.Н. Терёхина и др. Среди работ по определению динамических характеристик блоков большое значение имеют исследования И.В. Маслова, В.Н. Лука-нина, И.В.Алексеева, М.Г.Шатрова, П.Р. Доброгаева, 1 АЯепгеИег.

Дан обзор численных методов, применяемых при исследованиях НДС корпусных деталей ДВС, из которых наибольшее распространение получил МКЭ, реализованный во многих профессиональных программных продуктах, предназначенных для инженерных расчётов.

В первых попытках расчётных исследований НДС корпусов ДВС по МКЭ аппроксимация блоков осуществлялась в плоской постановке стержневыми элементами. Это давало возможность оценить лишь качественный характер НДС. Совершенствование данных КЭМ привело к созданию пространственных стержневых аппроксимаций блоков, что, однако, позволило получить только приближённую картину распределения напряжений и деформаций. Возникла необходимость использования пространственных КЭМ, состоящих из пластинчатых и объёмных КЭ. Однако малая мощность вычислительной техники того времени, несовершенство программного обеспечения и др. затрудняли процедуры подготовки исходных данных, получения и анализа результатов. Исследователи были вынуждены искать специфические пути решения подобных задач: исследование НДС остовов ДВС методом суперэлементов (В В. Бойко), расчёт отдельных частей блоков (например,

картерных стоек - В.К. Чистяков, Н.Д. Чайнов; узлов коренных подшипников - И.В. Маслов и др.). Упомянутые работы сформировали основы методики численного квазистатического анализа корпусов ДВС, одним из положений которой является необходимость расчета блока цилиндров совместно с коленчатым валом. Однако эти исследования осуществлены для крупноразмерных тепловозных и судовых двигателей, которым присуща определённая специфика (размеры, малые значения толщин боковых стенок и поперечных перегородок по сравнению с блоками автомобильных ДВС и др.). Для автомобильных двигателей подобные исследования были начаты позднее, а совместные расчеты корпусов и коленчатых валов практически не проводились.

Дальнейшее совершенствование вычислительной техники и программ для расчётов привело к созданию КЭМ блоков в 3-мерной постановке с использованием объёмных КЭ.

Рис. 1. ТТМ и КЭМ отсека блока цилиндров дизеля 4 Ч 10,2/12,2 (стрелками показано расположение датчиков при проведении экспериментального исследования)

Исследования, проводимые без учёта локального контактного взаимодействия деталей (которое, главным

образом, и определяет несущую способность, запасы прочности конструкции и пр.), позволяли выявлять лишь общий характер НДС конструкций, не давали реальной картины распределения местных напряжений и деформаций. Так, погрешность результатов, полученная при проведении численных экспериментов различными исследователями, составляла: П.А. Басков, Х.С. Драганчев - свыше 30 %, В.В. Бойко - до 25 %; Н.Д. Чайнов, М.И. Раенко - до 10 %; Н.К. Фай, И.В. Маслов - свыше 10 %.

Таблица 1. Параметры используемых в исследовании

кэм

кэм Количество КЭ Количество узлов

1. Средний отсек блока цилиндров дизеля 6 ЧН 13/14 6218 11653

2. Средний отсек блока цилиндров дизеля 6 ЧН 13/14 и коленчатый вал (жёсткое закрепление) 20599 19874

3. Второй отсек блока цилиндров дизеля 4 ЧН 10,2/12,2 (без колена коленчатого вала) 22985 44230

4. Второй отсек блока цилиндров дизеля 4 ЧН 10,2/12,2 и колено коленчатого вала (жёсткое закрепление) 22795 43356

5. Второй отсек блока цилиндров дизеля 4 ЧН 10,2/12,2 и колено коленчатого вала (с учётом контактного взаимодействия) 22979 43624

6. Блок цилиндров дизеля 4 ЧН 10,2/12,2 и коленчатый вал (с учётом контактного взаимодействия) 47594 88678

На основе анализа предыдущего опыта расчетных исследований выдвинута гипотеза о том, что одним из путей значительного повышения достоверности результатов является учёт контактного взаимодействия сопрягаемых деталей, в первую очередь, блока цилиндров и коленчатого вала.

Сегодняшний уровень развития аппаратного и программного обеспечения позволяет с использованием технологии CAD/CAE выполнять расчётные исследования блоков цилиндров двигателей на этапе проектирования параллельно с разработкой конструкции. При этом существенную роль играют технологии твёрдотельного моделирования и параметрического проектирования2.

Изучение состояния вопроса позволило сформулировать цель и задачи исследования.

Во ВТОРОЙ ГЛАВЕ выполнен обзор существующих методик расчёта НДС корпусных деталей двигателей и создания математических моделей блоков цилиндров для последующего численного анализа. Сформулированы положения, рекомендуемые для использования при проведении совместного расчётного исследования блока цилиндров и коленчатого вала:

- необходимо осуществлять переход от двумерных и пространственных стержневых и пластинчатых моделей к 3-мерным аппроксимациям блоков цилиндров на основе объёмных КЭ;

- необходимо разрабатывать, по возможности, модель всей конструкции блока, а не отдельных его элементов, т.к. в противном случае могут возникнуть проблемы в обеспечении адекватности граничных условий;

2 Под параметрическим проектированием понимается подход, реализованный в современных программных средствах для моделирования конструкций, при котором связи между элементами детали осуществляются таким образом, что при изменении одной геометрической характеристики элемента изменяются все остальные, с ней согласующиеся.

. - при построении твёрдотельной модели (ТТМ) необходимо придерживаться принципа параметризации;

- КЭМ целесообразно создавать из одной ТТМ, выполненной со степенью подробности, достаточной для проведения исследований на всех КЭМ;

- при создании КЭМ необходимо использовать изопара-метрические КЭ с нелинейной функцией формы;

- между взаимодействующими поверхностями необходимо моделировать контактный слой.

Приведена последовательность создания математических моделей блоков цилиндров (рис. 1) для последующего численного анализа. КЭМ отсека блока дизеля 6ЧН 13/14 была создана при помощи пакета прикладных программ GIFTS (создание модели потребовало 704 ч - с учётом времени на освоение необходимых действий по созданию' КЭМ); ТТМ и КЭМ отсека и блока цилиндров дизеля 4 4 10,2/12,2 были выполнены с использованием программ Pro/ENGINEER, SolidWorks и DesignSpace (создание твёрдотельной модели отсека блока цилиндров потребовало 88 ч, блока цилиндров - 72 ч)3. В табл. 1 даны характеристики КЭМ, применяемых при исследовании. Выполнен краткий анализ программного обеспечения, использованного при построении математических моделей блоков цилиндров, с точки зрения предпочтительности применения обоснован выбор программ, использованных для выполнения моделей.

ТРЕТЬЯ ГЛАВА содержит описание подготовки и приложения граничных условий к математическим моделям и описание последовательности проводимых расчётов. Сделан вывод о том, что достаточным при проведении численного исследования НДС блока цилиндров автомобильного двигателя является учёт газовых, инерционных и монтажных нагрузок. Приложение граничных условий к моде-

3 С учётом времени на освоение необходимых действий по созданию ТТМ в среде каждого программного продукта.

лям отсеков блока цилиндров 4 Ч 10,2/12,2 представлено на рис. 2, 3.

Рис. 2. Приложение граничных условий к ТТМ отсека блока цилиндров дизеля 4 Ч 10,2/12,2 при расчёте без учёта коленчатого вала

Для проверки выдвинутой гипотезы о рациональной организации расчётных экспериментов выполнено численное исследование отсека блока цилиндров дизеля 6 4 13/14 без учёта коленчатого вала и при жёсткой установке последнего. Проведён расчёт отсека блока цилиндров 4 Ч 10,2/12,2 без учёта коленчатого вала, при жёстком за-

и

креплении последнего и с учётом контактного взаимодействия блока и вала.

Рис. 3. Приложение граничных условий к ТТМ отсека блока цилиндров дизеля 4 Ч 10,2/12,2 при расчёте с учётом коленчатого вала

Дано краткое описание применяемого математического аппарата для решения конструкционной контактной задачи и возможностей реализующего его программного и аппаратного обеспечения для проведения расчётов. Для проведения численного исследования были использованы программы GIFTS, DesignSpace и Ansys. Последние сертифицированы в соответствии с международными стандартами ISO 9000.

В ЧЕТВЁРТОЙ ГЛАВЕ дан анализ экспериментальных и расчётных данных, полученных в результате иссле-

дования (для дизеля 4 4 10,2/12,2 сравнение результатов исследования в точках блока, представленных на рис. ^.дано в табл. 2). Так, расчёт блока двигателя 6ЧН 13/14 без учёта коленчатого вала даёт максимальную относительную погрешность результатов 16,1 %, а исследование при жёсткой установке вала позволяет получить погрешность не более 8,2%. Аналогичные расчёты для дизеля 4 4 10,2/12,2 выявили максимальное относительное расхождение результатов на уровне 12,3 и 6,7 % соответственно, тогда как исследование, выполненное с учётом контактного взаимодействия блока и вала, выявило погрешность, не превышающую 4,9 %.

Таблица 2. Экспериментальные и расчётные деформации блока цилиндров дизеля 4 Ч 10,2/12,2 (расположение

некоторых датчиков см. на рис. 1)

Деформации

Номер датчика Эксперимент, мкм Расчёт блока без вала, мкм Погрешность, % Расчёт с коленчатым валом, мкм Погрешность, % Расчёт с учётом контакта, мкм Погрешность, %

1 405 420,8 3,9 395,6 2,3 400,3 1,2

2 258 226,3 12,3 248,7 3,6 245,5 4,9

3 365 322,2 11,7 389,5 6,7 375,1 2,8

Выполнен сравнительный анализ результатов расчётов блоков цилиндров без коленчатого вала, при жёсткой установке последнего и с учётом контактного взаимодействия системы «блок цилиндров - коленчатый вал». Наиболее характерные результаты расчётов для точек, располагающихся на поверхности постелей под вкладыши коренных подшипников, представлены на рис. 4 и 5 (прямые линии на графиках соответствуют средним значениям деформаций и напряжений).

Выявлено, что расчёт без учёта коленчатого вала даёт завышенные значения напряжений, и, следовательно, может вызвать иллюзию заниженных значений коэффици- <■

ентов запасов прочности, что может привести к увеличению массы, габаритов и стоимости детали. Расчёт блока цилиндров при жёсткой установке коленчатого вала даёт заниженные значения напряжений, что вызывает иллюзию завышенных значений коэффициентов запасов прочности и может способствовать принятию неверных конструктивных решений, потенциально способных привести к поломке детали.

Л, мкм

60

40

20 0

-20 -40 -60

0 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 72

а, градус

Рис. 4. Деформации поверхности постели коренного подшипника коленчатого вала б блоке цилиндров дизеля 4 Ч 10,2/12,2:

* Расчет с учетом контакта блока и вала Расчёт при жё-

сткой установке коленчатого вала " Расчёт без коленчатого вала

Анализ значений деформаций расточек постелей коренных опор, вычисленных для дизеля 6 ЧН 13/14, показал, что при работе двигателя возможно увеличение диаметров постелей под подшипники, что может привести к падению давления масла в смазочном слое и появлению неблагоприятных условий для работы коленчатого вала.

Результаты расчёта деформаций расточек постелей коренных опор дизеля 4 Ч 10,2/12,2 показали, что при работе двигателя возможно появление овализации диаметров расточек под подшипники, что может повлечь за собой нарушение зазора «вкладыш - коренная шейка» и неблагоприятно отразиться на работе подшипников.

а, градус

Рис. 5. Эквивалентные напряжения на поверхности постели под вкладыш коренного подшипника в блоке цилиндров дизеля 4 Ч 10,2/12,2:

—•— Расчёт с учётом контакта блока и вала А ~ Расчёт при жёсткой установке коленчатого вала * Расчёт без коленчатого вала

Практическая значимость полученных результатов заключается в появлении возможности более корректного определения коэффициентов запасов прочности: при наиболее достоверном расчёте амплитуда напряжений при циклическом нагружении соответствует таковой для блока без коленчатого вала, а среднее напряжение - таковому для блока с жёстко установленным валом.

В приложениях приведены исходные данные и результаты расчётов в табличном и графическом виде, документы о внедрении результатов работы.

ВЫВОДЫ

1. Существующие методики расчётных исследований блоков цилиндров двигателей обладают недостатками, обусловливающими значительную погрешность результатов (до 25 %), и не обеспечивают достоверной картины распределения локальных напряжений и деформаций.

2. Способом повышения достоверности расчётных исследований блоков цилиндров автомобильных ДВС является создание КЭМ с высокой степенью дискретности, учёт всех силовых факторов, действующих на реальную конструкцию.

3. При создании 3-мерных математических моделей для описания геометрии конструкций блоков цилиндров необходимо использовать программные средства СА1)/САЕ-технологйи, что позволит получать модели, практически не отличающиеся от реальных конструкций корпусов ДВС.

4. Показано, что постановка и решение конструкционной контактной задачи является необходимым условием при проведении совместного исследования НДС блока цилиндров и коленчатого вала. Выполненный на основе этого положения расчёт показал хорошее совпадение результатов с экспериментальными данными (максимальная относительная погрешность составила 4,9 %).

5. По сравнению с результатами расчётов, выполненных с учётом контактного взаимодействия блока цилиндров и коленчатого вала, напряжения, полученные при исследовании блока цилиндров без вала, являются завышенными, что может вызвать иллюзию уменьшенных значений коэффициентов запасов прочности и привести к увеличению массы, габаритов и стоимости детали; напряжения в блоке при жёсткой установке вала являются

заниженными. Это может вызвать иллюзию завышенных значений коэффициентов запасов прочности, что потенциально способно привести к поломкам детали.

ПУБЛИКАЦИИ

1. Голубев Ю.В., ЯманинА.И. Исследование напряжённо-деформированного состояния блока цилиндров форсированного дизеля// Вестник ЯГТУ. Вып. 1/ ЯГТУ: Ярославль. - 1998. - С. 98-99.

2. Голубев Ю.В., Яманин А.И. Эволюция конечно-элементного моделирования корпусных деталей ДВС// Двигателестроение. - 1999. - № 4. С. 7-9.

3. Голубев Ю.В., Яманин А.И. Проектирование корпусных деталей форсированных транспортных дизелей с применением элементов С АО/С АЕ-технологии// Шестая Меж-дунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов: Тез. докл. В 3-х т. - М.: Издательство МЭИ. - 2000. Т. 3. -306 С.

4. ГолубевЮ.В., ЯманинА.И. Программа для осуществления теплового расчёта дизельного двигателя (2-х и 4-х тактного): Информационный листок №5-2000/ ЯЦНТИ. -Ярославль, 2000.

Заказ 3458. Тираж 120. Отпечатано в типографии Ярославского государственного технического университета г. Ярославль, ул. Советская, 14а, тел. 30-56-63.

Основные условные обозначения и сокращения

Введение

ГЛАВА 1. Развитие расчётно-экспериментальных исследований блоков цилиндров двигателей

1.1. Обзор расчётных исследований

1.1.1. Методы исследования

1.1.2. Эволюция конечно-элементного моделирования блоков цилиндров для определения их напряжённо-деформированного со- 17 стояния

1.1.3. Обзор работ по динамическому анализу блоков цилиндров

1.1.4. Особенности создания и использования математических моделей

1.2. Обзор экспериментальных исследований

1.2.1. Применяемые методы

1.2.2. Обзор экспериментальных исследований блоков цилиндров ^ двигателей с помощью метода тензометрирования

Выводы к первой главе

ГЛАВА 2„ Создание математических моделей блоков цилиндров

2.1. Используемые программные средства

2.2. Построение конечно-элементной модели отсека блока цилиндров 88 двигателя 6 ЧН 13/14 (ЯМЗ-2Э6Н)

2.3. Построение твёрдотельной модели второго отсека блока цилиндров двигателя 4 Ч 10,2/12,2 (ЯМЗ-534)

2.4. Построение твёрдотельной модели блока цилиндров и твёрдотельной и конечно-элементной моделей отсека блока цилиндров двигателя 98 4 Ч 10,2/12,2 (ЯМЭ-534)

Выводы ко второй главе

ГЛАВА 3. Выполнение численного исследования

3.1. Решение контактной задачи

3.2. Используемые программные и аппаратные средства

3.3. Расчёт среднего отсека блока цилиндров дизеля 6 ЧН 13/

ЯМЭ-236Н) без учёта коленчатого вала

3.3.1. Нагружение и закрепление модели

3.3.2. Проведение расчётов

3.4. Расчёт среднего отсека блока цилиндров дизеля 6 ЧН 13/14 (ЯМЗ-236Н) с жёстко установленным коленчатым валом

3.5. Расчёт второго отсека блока цилиндров дизеля 4 4 10,2/12,2 (ЯМЗ-534) от действия монтажных нагрузок

3.5.1. Нагружение и закрепление модели

3.5.2. Проведение расчётов

3.6. Расчёт второго отсека блока цилиндров дизеля 4 4 10,2/12,

ЯМЗ-534) от действия монтажных, инерционных и газовых нагрузок

3.6.1. Нагружение и закрепление модели

3.6.2. Проведение расчётов

3.7. Расчёт второго отсека блока цилиндров дизеля 4 4 10,2/12,2 (ЯМЗ-534) от действия монтажных, инерционных и газовых нагрузок 126 при жёсткой установке коленчатого вала

3.8. Расчёт второго отсека блока цилиндров дизеля 4 Ч 10,2/12,2 (ЯМЭ-534) от действия монтажных, инерционных и газовых нагрузок с 127 учётом контакта

Выводы к третьей главе

ГЛАВА 4. Анализ результатов выполненного исследования

4.1. Сравнение результатов тензометрирования и расчёта блоков цилиндров

4.2. Анализ напряжённо-деформированного состояния расточек блока цилиндров дизеля 6 ЧН 13/14 под коренные подшипники

4.3. Анализ напряжённо-деформированного состояния расточек блока цилиндров дизеля 4 Ч 10,2/12,2 под коренные подшипники

Выводы к четвёртой главе

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) является одним из основных источников энергии, применяющимся во многих сферах хозяйственной деятельности человека. Рост производства ДВС связан с такими преимуществами двигателей перед другими источниками энергии, как относительно небольшая металлоёмкость, высокая топливная экономичность, автономность, длительный срок службы, удобство и безопасность в использовании [1]. Однако вместе с этим ДВС является источником загрязнения окружающей среды, шума и вибрации, что ставит вопрос о повышении качества выпускаемых двигателей, определяющегося их техническим уровнем и соответствием требованиям действующего законодательства.

По некоторым данным [2] до 80 % потребляемой энергии в нашей стране вырабатывается поршневыми ДВС. Среди двигателей данного класса наиболее экономичными являются дизели. В масштабах всей страны разумное использование топливных ресурсов приобретает значение, сравнимое с производством валового национального продукта. Поэтому необходимой представляется задача дизелизации автомобильной промышленности страны, в том числе автомобильного парка большегрузных автомобилей (КрАЗ, КамАЗ), автомобилей средней грузоподъёмности (ЗИЛ, ГАЗ), автобусов (ПАЗ) и даже легковых автомобилей (ВАЗ, ГАЗ). Исследования показывают, что за последнее десятилетие производство дизелей в мире выросло с 12,1 до 13,4 % от общего числа произведённых ДВС [1].

Сокращающиеся запасы углеводородного топлива и экологический кризис вынуждают обращать значительное внимание на совершенствование двигателей. Одними из важнейших направлений при этом [3] являются:

- уменьшение уровней дымности и токсичности отработавших газов;

- повышение надёжности, долговечности и ремонтопригодности;

- снижение расхода топлива и смазочных материалов;

- улучшение шумовых и вибрационных характеристик;

- разработка многотопливных двигателей;

- улучшение массогабаритных показателей;

- увеличение удельных мощностных показателей.

Надёжность и эффективность работы двигателя во многом определяется работой его корпусных деталей (остова), к которым относятся: блок-картеры, блоки цилиндров, головки цилиндров, картеры сцепления и др.

В свою очередь структурная жёсткость корпусов (далее блоков цилиндров) в значительной степени определяет работоспособность расположенных в нём механизмов и систем (кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов, систем смазки и охлаждения и т.д.). Повышение работоспособности блоков цилиндров может быть достигнуто применением научно и технически обоснованных конструктивных решений, появление которых невозможно без ясного представления картины работы не только самого блока, но и взаимодействующих с ним деталей, узлов и систем. В этой связи особую актуальность приобретают методы точной оценки прочности и жёсткости блоков цилиндров.

Целью диссертационной работы является повышение достоверности и оперативности численного исследования 3-мерного напряжённо-деформированного состояния (НДС) блоков цилиндров дизельных двигателей при моделировании контактного взаимодействия системы "блок цилиндров -коленчатый вал".

Диссертационная работа направлена на повышение надежности функционирования основных деталей двигателя - блока цилиндров и коленчатого вала за счёт использования наиболее экономичных и эффективных способов исследований с применением средств, реализующих элементы CAD/CAE технологии.

Исходя из изложенного, научная проблема диссертационного исследования формулируется следующим образом. Проведение совместного исследования НДС блоков цилиндров и коленчатых валов современных дизельных двигателей с учётом их контактного взаимодействия.

К основным направлениям данного исследования можно отнести следующие:

- развитие методик создания математических моделей и проведения расчётных исследований блоков;

- оценка эффективности существующих способов исследований и разработка рекомендаций по проведению расчётов.

Постоянное повышение удельных мощностных показателей наряду с уменьшением удельных массовых характеристик двигателей, снижение стоимости их разработки, уменьшение уровней шума и вибрации, увеличение продолжительности испытаний вынуждают разработчиков искать новые методы исследований.

Одним из средств исследования блоков цилиндров является анализ его НДС. Этот анализ может быть выполнен с помощью экспериментальных, либо расчётных средств. В качестве экспериментального способа исследования часто выступает тензометрирование как наиболее простой, относительно дешёвый и наиболее достоверный метод. Однако, применение тензометрирования по сравнению с расчётными методами требует больших затрат, как временных, так и материальных. Сегодня всё большую популярность приобретают численные методы исследований. Одним из таковых является расчёт с использованием метода конечных элементов (МКЭ).

В ранних методиках расчёта блоков МКЭ аппроксимация последних выполнялась стержневыми, либо пластинчатыми конечными элементами (КЭ). Как правило, погрешность таких исследований находилась в пределах 20-30 %. Одной из основных причин столь невысокой достоверности расчётов являлось отсутствие учёта при исследовании блоков сопряжённых с ними деталей; коленчатого вала, головки цилиндров, гильз цилиндров, распределительного вала и т.д. Кроме того, упомянутые методики оценки НДС требовали значительных временных затрат. Однако некоторые аспекты данных исследований могут оказаться полезными при создании современной методики анализа НДС блока цилиндров. Сегодняшний уровень проведения расчётных исследований требует создания 3-мерных конечно-элементных моделей (КЭМ) с высокой степенью дискретизации при помощи объёмных КЭ с нелинейной функцией формы. Учёт данных аспектов позволит на основе существующего аппарата исследования и появляющихся программных средств CAD/CAE разработать основы более совершенной методики расчёта. Одним из шагов в этом направлении является проведение численного исследования НДС блока цилиндров совместно с коленчатым валом с учётом их контактного взаимодействия с помощью МКЭ. Подобный расчёт должен применяться на всех стадиях создания двигателя и, в первую очередь, на стадии его разработки.

Всё вышеперечисленное позволяет сделать вывод о том, что создание эффективной методики расчётной оценки НДС корпусов двигателей является актуальной научно-исследовательской задачей.

ПЕРВАЯ ГЛАВА диссертации содержит обзор расчётных и экспериментальных методов исследования. Указаны основные тенденции развития современных двигателей и требования, предъявляемые к ним. Отмечено, что при конструировании корпусных деталей двигателей первостепенное значение имеют экспериментальный и расчётный анализ. Рассмотрены основные методы экспериментальных исследований и их классификация. Дан обзор натурных экспериментов блоков цилиндров ДВС, проводимых на ведущих моторостроительных предприятиях страны, и указаны преимущества и недостатки этих исследований. Особо отмечены эксперименты по блокам цилиндров, проводимые с учётом влияния на работу последнего коленчатого вала. Указано, что исследования, выполняемые с помощью расчётов, отличаются меньшими временными и материальными затратами по сравнению с катурными испытаниями. Доказано, что использование методов, использующих аналитические зависимости, не удовлетворяет современному уровню развития двигателестроения. Целесообразным признано применение численных методов. Отмечены методы, используемые для численного анализа, особо выделен МКЭ как простой, достаточно точный и наиболее широко распространённый метод. Приведён обзор расчётных исследований блоков цилиндров ДВС на основе МКЭ. Отмечены попытки создания единой методики численных экспериментов корпусных деталей двигателей. Доказана необходимость применения при анализе 3-мерных КЭМ, состоящих из объёмных КЭ; целесообразность использования при создании новых конструкций двигателей элементов CAD/CAE технологии, применение принципов твёрдотельного параметрического проектирования. В заключении главы поставлены задачи исследования.

Во ВТОРОЙ ГЛАВЕ приводится последовательность создания математических моделей блоков цилиндров для последующего численного анализа. Дан ряд положений, рекомендованных для использования при проведении с применением современных средств анализа конструкций совместного расчётного исследования блока цилиндров и коленчатого вала в контактной постановке.

Выполнен краткий анализ программного обеспечения, использованного при построении математических моделей блоков цилиндров, с точки зрения предпочтительности применения обоснован выбор программ, использованных для выполнения моделей. Приведена последовательность построения ТТМ и КЭМ и особенности, сопровождающие этот процесс.

ТРЕТЬЯ ГЛАВА содержит описание подготовки и приложения граничных условий к математическим моделям и описание последовательности проводимых расчётов. На основе опыта, полученного при проведении численного анализа, даны некоторые рекомендации по приложению кинематических и силовых граничных условий. Дано краткое описание применяемого математического аппарата и возможностей реализующего его программного и аппаратного обеспечения для проведения расчётов. С точки зрения предпочтительности использования обоснован выбор программного обеспечения для выполнения численного анализа.

ЧЕТВЁРТАЯ ГЛАВА посвящёна сравнительному анализу экспериментальных и расчётных данных, полученных в результате исследования. Сделаны выводы о целесообразности применения разработанных ТТМ и КЭМ и совместного расчёта НДС блока цилиндров и коленчатого вала ДВС с учётом их контактного взаимодействия. Указаны пути дальнейшего совершенствования блоков в плане расчётных исследований.

В заключении приведена общая характеристика и основные выводы по результатам диссертационной работы.

На защиту автором выносятся:

- оперативная САВ-разработка 3-мерных моделей остова с наиболее высокой степенью дискретизации КЭМ;

- сопоставительный анализ результатов эксперимента и расчёта только блока цилиндров; блока цилиндров и коленчатого вала при жёсткой заделке последнего; блока цилиндров и коленчатого вала с учётом их контактного взаимодействия;

- разработка способа описания контакта в сопряжении "блок цилиндров - коленчатый вал";

- разработка способа описания граничных условий;

- анализ предпочтительности использования программных средств, предназначенных для создания математических моделей и проведения расчётов МКЭ.

Выводы по работе

1. Существующие методики расчётных исследований блоков цилиндров двигателей обладают недостатками, обусловливающими значительную погрешность результатов (до 25-30 %), и не обеспечивают достоверной картины распределения локальных напряжений и деформаций.

2. Проводимые ранее совместные исследования блоков цилиндров и коленчатых валов осуществлялись для крупноразмерных тепловозных и судовых двигателей, которым присуща определённая специфика (относительная по сравнению с блоками автомобильных ДВС малость толщин боковых, поперечных стенок остовов, режимы работы и др.).

3. Способом повышения достоверности расчётных исследований блоков цилиндров автомобильных ДВС является создание КЭМ с высокой степенью дискретизации, учёт всех силовых факторов, действующих на реальную конструкцию, влияния на работу корпуса коленчатого вала.

4. Необходимо осуществлять переход от двумерных и пространственных стержневых и пластинчатых КЭМ к 3-мерным аппроксимациям блоков цилиндров на основе объёмных изопараметрических КЭ.

5. При создании математических моделей для описания геометрии конструкций блоков цилиндров необходимо использовать программные средства САЕ)/САЕ-технологии, что позволит получать модели, практически не отличающиеся от реальных конструкций корпусов ДВС.

6. Показано, что постановка и решение конструкционной контактной задачи является необходимым условием при проведении совместного исследования

НДС блока цилиндров и коленчатого вала. Выполненный на основе этого положения расчёт показал хорошее совпадение результатов с экспериментальными данными (максимальная относительная погрешность составила 4,9 %).

7. Учёт контактного взаимодействия сопрягаемых деталей даёт возможность более корректно определять коэффициенты запасов прочности блока цилиндров. Амплитуды напряжений в цикле при учёте контакта системы «блок цилиндров - коленчатый вал» соответствуют экстремальным значениям напряжений, полученным расчётом блока без вала, а средние напряжения в большей степени соответствуют таковым для варианта исследования блока цилиндров при жёсткой установке коленчатого вала.

8. По сравнению с результатами расчётов, выполненных с учётом контактного взаимодействия блока цилиндров и коленчатого вала, данные, полученные при исследовании блока цилиндров без вала, являются завышенными в 2,5 раза (могут вызвать иллюзию уменьшенных значений коэффициентов запасов прочности, что может привести к увеличению массы, габаритов и стоимости детали), результаты расчёта блока при жёсткой установке вала являются заниженными в 1,4 раза (могут вызвать иллюзию завышенных значений коэффициентов запасов прочности, что может привести к поломкам детали).

9. Анализ значений деформаций расточек постелей коренных опор, вычисленных для дизеля 6 ЧН 13/14, показал, что при работе двигателя возможно увеличение диаметров расточек под подшипники, что может привести к падению давления масла в смазочном слое и появлению неблагоприятных условий для работы коленчатого вала.

151

10.Результаты расчёта деформаций расточек постелей коренных опор дизеля 4 Ч 10,2/12,2 показали, что при работе двигателя возможно появление овали-зации диаметров расточек под подшипники, что может повлечь за собой нарушение зазора «вкладыш - коренная шейка» и неблагоприятно отразиться на работе подшипников.

1. Гальговский В.Р., Долецкий В.А., Малков Б.М. Развитие нормативов ЕЭК ООН по экологии и формирование высокоэффективного транспортного дизеля. Ч. 1: Учебное пособие /Яросл. гос. техн. ун-т,- Ярославль, 1995.171 С.

2. Блаженнов Е.И. Основы теории автоматического регулирования автомобильных дизелей: Учебное пособие /Яросл. политехи, ин-т.- Ярославль, 1989.-95 С.

3. ХрящёвЮ.Е., Блаженнов Е.И. Электронное управление работой автомобильных двигателей: Учебное пособие /Яросл. политехи, ин-т,- Ярославль, 1990.- 92 С.

4. Конструирование корабельных двигателей внутреннего сгорания. Остов двигателя/ Найденко O.K. Л.: ВМОЛУ. -1969.-92 С.

5. ОрлинА.С., Васильев Г.Л. Обеспечение усталостной прочности сварных конструкций несущих остовов турбопоршневых двигателей// Изв. вузов. Машиностроение. 1968. - № 1. - С. 99-103.

6. Истомин П.А. Остов двигателя. В кн.: Дизели: Справочник/ Под ред. В.А. Ваншейдта, H.H. Иванченко, Л.К. Колерова. - Л.: Машиностроение. -1977.-С. 182-200.

7. Истомин П.А., Бойко В.В. Развитие методики численного расчёта методом конечных элементов системы остов двигателя фундамент// Энергомашиностроение. - 1978. - № 8. - С. 25-26.

8. Фам Ван Тхе. Исследование напряжённо-деформированного состояния остова среднеоборотного судового V-образного дизеля: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Л.: ЛКИ. - 1977. - 17 С.

9. Бойко В.В. Основы системного подхода к расчёту остовов дизелей методом суперэлементов// Двигателестроение. 1979. - № 8. - С. 15-19.

10. Ю.Истомин П.А., Бойко В.В. Эффективность подструктурного анализа прочности и жёсткости остова судового дизеля// Тр. ЦНИИТЭИтяжмаш. -1979.-№13.-С. 1-3.

11. П.Истомин П.А., Бойко В.В. Совместный расчёт деформаций коленчатого вала и остова дизеля// Двигателестроение. 1982. - № 3. - С. 17-20.

12. Иванов-Дятлов В.И. К вопросу исследования жёсткостей коленчатых валов. В кн.: Теоретическая механика. Строительная механика. Высшая математика. - М.: МАДИ, 1969. - С. 99-107.

13. Румб В.К. Вывод матрицы жёсткости конечного элемента в форме трёхгранной призмы. Рукопись деп. в ЦНИИ "Румб", № 937,1978. 14 С.

14. Бойко В.В. Пространственная жёсткость остова судового дизеля// Двигателестроение. 1985. - № 4. - С. 11-14.

15. Бойко В.В. Совместные деформации крышек цилиндров среднеоборотного дизеля с верхней плитой остова// Двигателестроение. 1981. - № 8. -С. 48-50, 59.

16. Бойко В.В. Исследование двух- и трёхмерного напряжённо-деформированного состояния остова среднеоборотного дизеля: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Л.: ЦНИДИ. - 1980.-24 С.

17. Совершенствование основных узлов турбопоршневых двигателей/ Никитин Е.А., МерлисП.М., Салтыков М.А., Васильев Г Л. М.: Машиностроение. - 1974. - 208 С.

18. Бойко В.В., Истомин П.А. Методика численного квазистатического анализа пространственных деформаций коленчатого вала с учётом упругих свойств остова// Двигателестроение. 1983. - № 2. - С. 15-16, 19.

19. Чистяков В.К. Бондаренко М.М. Расчёт напряжённо-деформированного состояния поперечной стойки блок-картера туннельного типа четырёхтактного дизеля// Двигателестроение. 1982. - № 1. - С. 7-10.

20. Чайнов Н.Д., Раенко М.И. Расчёт напряжённо-деформированного состояния стойки остова транспортного двигателя с учётом изгиба при нецен-тренном нагружении// Двигателестроение. 1986. - № 8. - С. 18-21.

21. Рязанцев Н.К., ВащенкоН.Г., ЦыбенкоА.С. и др. Напряжённо-деформированное состояние блока четырёхтактного транспортного двигателя// Проблемы прочности. 1980. - № 12. - С. 63-69.

22. Тарсис Ю.Л., Захаров С.М., Шорох Е.А., Терещенко К.И. Совместный расчёт коленчатых валов и коренных подшипников ДВС// Двигателестроение. 1989. - № 1. - С. 20-22, 25.

23. Терёхин A.H. Совершенствование блок-картеров автомобильных ДВС расчётными и экспериментальными методами: Автореф. дис. . канд. техн. наук. М: ГНЦ НАМИ. - 1998.-24 С.

24. Лебедев C.B., Родин А.Ф. Оценка запасов прочности при форсировании дизелей 6-, 8 ЧН 16,5/18,5// Двигателестроение. 1998. - № 3. - С. 15-21.

25. Вольфович A.C., Гоц А.Н. Корпусные детали ДВС: оптимизация по запасу прочности// Тракторы и с/х машины. 1995. - № 3. - С. 30-32.

26. Гордин П.В. Расчёт напряжений в фундаментной раме дизеля при затяге анкерных связей// Тр. ЦНИИТЭИтяжмаш. 1981. - № 14. - С. 4-8.

27. Бойко В.В., Чибор П.В. Автоматизированная система эквивалентного моделирования и исследования расчётных схем остова дизеля// Сб. науч. тр. МАДИ "Автомобильные и тракторные двигатели внутреннего сгорания".- 1986.-С. 178-182.

28. Фай Н.К., Маслов И.В. Исследование жёсткости остова среднеоборотного дизеля с помощью метода конечных элементов// Двигателестроение. -1986.-№9.- С. 27-28.

29. Двигатели внутреннего сгорания: Конструирование и расчёт на прочность поршневых и комбинированных двигателей/ Под ред. Орлина A.C., Круглова М.Г. М.: Машиностроение. - 1984. - 384 С.

30. Маслов И.В., Истомин П.А. Усовершенствование расчётных моделей численного анализа вынужденных колебаний остова судового дизеля// Двигателестроение. 1982. -№ 11. - С. 23-24.

31. Басков П.А. Исследование динамических деформаций остовов однорядных судовых дизелей: Автореф. дис. . канд. техн. наук. JL: ЛКИ. - 1972. -22 С.

32. Драганчев Х.С. Исследование напряжённо-деформированного состояния остова однорядного судового дизеля: Автореф. дис. . канд. техн. наук. -Л.: ЛКИ. 1975.-23 С.

33. Маслов И.В., Фай Н.К. Специальные конечные элементы, применяемые в численном анализе вибрации остова судового дизеля// Известия вузов. Машиностроение. 1984. - № 4. - С. 25-29.

34. Фишер У. Применение метода конечных элементов для решения динамических пространственных задач// Известия вузов. Машиностроение. -1980.-№ 7.-С. 26-30.

35. Смирнов С.С., СкуридинА.А. Расчётно-экспериментальный метод определения амплитуд колебаний элементов остова дизеля// Двигателестроение. 1987. -№ И. - С. 18-20.

36. Луканин В.Н., Доброгаев П.Р. Методика и расчёт собственных частот и форм колебаний блок-картеров двигателей// Двигателестроение. 1990. -№4.-С. 17-21.

37. Хайлов М.А. Применение статического и динамического анализов по методу конечных элементов в разработке блока цилиндров с низким уровнем шума// Экспресс-информация "Поршневые и газотурбинные двигатели". -1984.-№ 24. С. 11-13.

38. Алексеев И.В., Судак Ф.М. Методика анализа колебательных характеристик блок-картеров двигателей внутреннего сгорания// Сб. науч. тр. МАДИ "Повышение эффективности работы автотракторных двигателей и их агрегатов". 1982. - С. 101-106.

39. Луканин В.Н., Доброгаев П.Р. Расчётные исследования упругомассовых характеристик блок-картеров рядных четырёхцилиндровых двигателей// Сб. науч. тр. МАДИ "Совершенствование автотракторных двигателей внутреннего сгорания". 1985. - С. 100-105.

40. Алексеев И.В., Антонов C.B., Сокирко В.Н. Анализ колебательных свойств блок-картеров автотракторных двигателей// Сб. науч. тр. МАДИ "Совершенствование автотракторных двигателей внутреннего сгорания". 1985.-С. 114-126.

41. Алексеев И.В., Антонов C.B. Моделирование колебательных явлений блока цилиндров двигателя// Сб. науч. тр. МАДИ "Автомобильные и тракторные двигатели внутреннего сгорания". 1986. - С. 126-137.

42. Шатров М.Г., Труш А.Ю. Конечно-элементная модель блок-картера V-образного дизеля для исследования его виброакустических характеристик// Сб. науч. тр. МАДИ "Повышение эффективности работы автомобильных и тракторных двигателей". 1988. - С. 161-167.

43. Елискин А.К., Евстигнеев A.A., Шатров М.Г. Метод формирования упругомассовых характеристик блока двигателя с заданными акустическими параметрами// Сб. науч. тр. МАДИ "Улучшение показателей работы автомобильных и тракторных двигателей". 1990.

44. Rainer G.Ph. Vernetzung der FEM mit anderen CA-Techniken zur Optimierung von Motorbauteilen im Konstruktionsstadium// Motortechnische Zeitschrift. 1993. - №7/8. p. 366-371.

45. Schmillen K., Schwaderlapp M., SpessertB. Verbesserung des akustischen Verhaltens von Motorblocken// Motortechnische Zeitschrift. 1992. - №4. p. 158-164.

46. Sressert В., MaabH., Klier H., Schafer Р., WielerR. Neue wassergekühlte Deutz-Dieselmotoren FM 1012/1013: Rechnerische Bauteiloptimierung// Motortechnische Zeitschrift. 1992. - №9. p. 368-377.

47. Affenzeller J., Priebsch H.H., Rainer G. Einflüsse von Anbauteilen auf die dynamischen Kenngroben von Motorblocken// Motortechnische Zeitschrift. -1984. № 1. - p. 5-9.

48. Seils M., SpessertB. Die neuen wassergekühlten Deutz-Dieselmotoren BFM 1015 Konstruktive Gestaltung und Strukturoptimierung// Motortechnische Zeitschrift. - 1994. - №11. p. 624-632.

49. Krasser J., LabackO., Loibnegger В., Priebsch H.H. Anwendung eines elasto-hydrodynarnischen Verfahrens zur Berechnung von Kurbeltriebslagern// Motortechnische Zeitschrift. 1994. - №11. p. 656-663.

50. Schwaderlapp M., Wolschendorf J., Schonherr C. Akustische Verbesserung von Pkw-Dieselmotoren durch Strukturmabnahmen// Motortechnische Zeitschrift. 1993. - №12. p. 634-641.

51. Brugmann G., DongX.Q., Heitmann F.-T. Methoden der Strukturdynamik bei der Entwicklung von Motor-Getriebe-Verbanden// Automobiltechnische Zeitschrift. 1993. - №11. p. 582-588.

52. Schwaderlapp M., Wolff К. Gewichtsoptimierte Strukturversteifimg zur Gerauschminderung des Antriebsaggregates// Automobiltechnische Zeitschrift. 1993. - №6. p. 301-302.

53. Салтыков M.A., Раенко М.И. Разработка и применение при проектировании расчётных моделей разных уровней для деформационных характеристик блока цилиндров// Машиноведение. 1984. - № 5. - С. 73-80.

54. Мороз В.И. Методика рационального использования математических моделей проектирующих подсистем в системе автоматизации проектирования ДВС// Двигателестроение. 1986. - № 2. - С. 19-27.

55. Бойко В.В., Чибор П.В., Истомин П.А. Рационализация математической модели, характеризующей упругие свойства остова дизеля// Двигателестроение. 1984. - № 9. - С. 8-11.

56. Кочетков Е.В. Исследование возможности снижения максимальных напряжений и увеличения жёсткости узла "стойка подвеска" двигателя внутреннего сгорания: Дисс. на соискание уч. степени канд. техн. наук. -М.: МВТУ им. Н.Э. Баумана. - 1980. - 226 С.

57. УсковВ.П. О жёсткости коренных опор// Двигателестроение. 1989. -№ 10.-С. 15-17.

58. Коваль И.А. и др. Исследование и доводка дизелей. М.: Машиностроение. - 1966.- С. 80-83.

59. Халфин М.А., УсковВ.П. Исследование нагруженности крышек коренных подшипников двигателя ЯМЭ-238 НБ// Тракторы и сельхозмашины. -1976. -№ 6. -С. 34-36.

60. У сил ов С.Б., Бондаренко М.М., Чистяков В.К. Определение динамической жёсткости коренных опор при изгибных колебаниях коленчатого вала// Двигателестроение. 1988. - № 12. - С. 13-15, 30.

61. Тензометрия в машиностроении. Справочное пособие. Под ред. Макарова P.A. М.: Машиностроение. - 1975. - 288 С.

62. Сидорин И.Д. Исследование напряжённости и усталостной прочности сварно-литых блоков ДВС// Двигателестроение. 1980. - № 10. - С. 13-16.

63. Серенсен C.B. и др. Несущая способность и расчёты деталей машин на прочность. М.: Машиностроение. - 1975. - 488 С.

64. Чернышев Г.Д., Малышев А.А., Ханин Н.С. и др. Повышение надёжности дизелей ЯМЗ и автомобилей КрАЗ. М.: Машиностроение. - 1974. -288 С.

65. Раенко М.И., Салтыков М.А., Котельникова Г.П. Исследование деформаций и построение метода расчёта жёсткости блоков цилиндров транспортных дизелей// Труды ЦНИИТЭИтяжмаш. 1983. - № 11. - С. 1-4.

66. Салтыков М.А., Раенко М.И., Котельникова Г.П. Температурные деформации блоков цилиндров дизелей типа ЧН 26/26// Труды ЦНИИТЭИтяжмаш. -1983.-№ 7. С. 1-4.

67. Раенко М.И., Горбунов М.Н., Салтыков М.А., Тищенко А.Т. Экспериментальное исследование податливости подшипникового узла блока цилиндров и коленчатого вала транспортного дизеля// Труды ЦНИИТЭИтяжмаш. 1983. -№ 9. - С. 7-10.

68. Сидорин И.Д. Исследование поперечных колебаний гильз цилиндров дизелей Д50 и их влияние на несущую способность блоков и гильз// Двигателестроение. 1979. -№4. - С. 10-12.

69. Сидорин И.Д. Исследование несущей способности блоков и гильз цилиндров дизелей// Известия вузов. Машиностроение. 1980. - № 1. - С. 67-71.

70. Сидорин И.Д. Исследование влияния монтажных нагрузок на несущую способность литых блоков и втулок цилиндров ДВС и способов его снижения// Двигателестроение. 1979. - № 12. - С. 28-30.

71. Сидорин И.Д. Исследование влияния теплового натяга в посадочных поясах блока и втулки цилиндра дизеля на их напряжённое состояние// Двигателестроение. 1979. - № 9. - С. 12-13.

72. Булатов В.П., Рохлин А.Г., Яхъяев Н.Я. Определение напряжений и деформаций в сопряжении гильза цилиндра моноблок при сборке судовых дизелей М400 и М401// Двигателестроение. - 1979. - № 12. - С. 45-47.

73. Чечетов A.B. Построение расчётных схем для оценки напряжённо-деформированного состояния картера среднеоборотного судового дизеля// Труды ЦНИИТЭИтяжмаш. 1979. - № 13. - С. 7-8.

74. Потиченко В.А., Нехорошев С.А., Блох М.В., Балобин Ю.Л. Исследование напряжённого состояния блока четырёхтактного двигателя// Труды ЦНИИТЭИтяжмаш. -1979. № 13. - С. 8-9.

75. Драган Ю.Е., Костромитинов Е.Б., Новиков В.К. Напряжённо-деформированное состояние блок-картеров тракторных двигателей// Труды ЦНИИТЭИтяжмаш. 1979. - № 13. - С. 9.

76. Алексеев И.В., Шатров М.Г. Методика исследования колебательных свойств картеров двигателей внутреннего сгорания// Труды Московского автомобильно-дорожного иснтитута. Вып. 96. 1974. - С. 78-88.

77. Луканин В.Н., Шатров М.Г., ГалевкоВ.В., Кузьмин Н.П. Экспериментальное исследование виброакустических характеристик блок-картера V-образного дизеля// Сб. науч. тр. МАДИ "Автотракторные двигатели внутреннего сгорания". 1980. - С. 98-106.

78. Шатров М.Г., ГалевкоВ.В., СлуцкинЛ.О. Исследование виброакустических характеристик блок-картера дизеля 6 Ч 11/12,5// Сб. науч. тр. МАДИ "Повышение эффективности работы автомобильных и тракторных двигателей". -1988. С. 168-177.

79. Яманин А.И., Жаров A.B., ЧайновН.Д. Применение МКЭ для решения задач двигателестроения. Пакет прикладных программ GIFTS. Ч. 1. Разработка конечно-элементных моделей: Учебное пособие/ Яросл. гос. техн. ун-т. Ярославль, 1996. - 107 С.

80. Ярош Дж. Параметрическое проектирование// Автомобильная промышленность США. 1990. - № 3. - С. 16-18.

81. Ванин В.К., Кригер В.А. Некоторые результаты анализа распределения массы в конструкции блока цилиндров и шатунов форсированных моделей дизелей КамАЗ и их аналогов// Проблемы конструкции двигателей и экология: Сб. науч. тр./НАМИ. 1998. - С. 198-218.

82. Биргер И.А., Шорр Б.Ф., Иосилевич Г.Б. Расчёт на прочность деталей машин: Справочник. М.: Машиностроение. - 1993. - 640 С.

83. Тимохин A.B. Тепловая напряжённость деталей камеры сгорания дизелей при нестационарных нагружениях: Дис. . доктора, техн. наук. Владимир: ВПИ. - 1993. - 337 С.

84. Нигина Е.Л. К решению контактных задач методом конечных элементов// Машиностроение. 1978. - № 5. - С. 87-92.

85. Гольник Э.Р., Радченко И.Г. Постановка и суперэлементное решение трёхмерных контактно-прочностных задач о взаимодействии упругих тел по первоначально совпадающим поверхностям// Известия ВУЗов. Машиностроение. 1985. - № 2. - С. 3-9.

86. Блох М.В., Оробинский А.В. О модификации метода конечных элементов для решения двумерных упругих и пластических контактных задач// Проблемы прочности. 1983. - № 5. - С. 21-27.

87. Левитас В.И., Идесман А.В. Особенности решения термоупругопластиче-ских задач методом конечных элементов// Проблемы прочности. 1986. -№ 10. - С. 60-66.

88. Левитас В.И., Идесман А.В. Решение термоупругопластических задач при контактном взаимодействии методом конечнх элементов// Проблемы прочности. 1986. - № 11. - С. 77-83.

89. Tsuta Т., Yamaji S. Finite element analysis of contact problem// Theory and practice in finite element structural analysis. Proceeding of the 1973 Tokyo Seminar on Finite Element Analysis. Tokyo. - 1973. - P. 177-194.

90. Satoshi Ohte. Finite element analysis of elasyic contact problems// Bull. JSME. 1973. - V. 16. - № 95. - P. 797-804.

91. Горячев А.П., Левин A.A. Расчёт контакта деформируемых тел методом конечных элементов// Изв. Северо-Кавказского научного центра высшей школы: Естественные науки. 1982. - № 3. - С. 45-48.

92. Шуваев Д.Н. Исследование двумерных задач контактного взаимодействия упругих элементов конструкций: Автореф. дис. . канд. техн. наук. -Горький. 1983. - 18 С.

93. KikuchiN., Song Young Joon. Panalty- finite element approximations of a class of unilateral problems in linear elastisity// Quarterly of Appl. Mach. -1981-Vol. 39. -№ 1. -p. 1-22.

94. Валавина Л.С., Вокушевский A.B. Применение метода штрафа для численного решения задач контакта упругих тел// Исследование и расчёт строительных конструкций энергетических сооружений. Л., 1987. -С. 116-122.163

95. Кузьменко А.Г. Основные уравнения теории упругости и пластичности и метод конечного элемента. Тула: Изд-во Тульского политехи, ин-та. - 1980. - 100 С.

96. Исмагилов И.М., Вахрушев A.B., Вахрушева JI.JI. К решению контактных задач теории упругости и пластичности// Исслед. в области пластин. и обраб. мет. давлением. Тула. - 1987. - С. 74-80.

97. ХоуТ.Р., БертельсР. Приложение расчёта с применением упруго-пластических конечных элементов в контактных задачах// Ракет, техника и космонавтика. 1976. - Т. 14. - № 1. - С. 144-145.

98. Подгорный А.Н., Гонтаровский П.П., КиркачБ.Н. Метод конечных элементов в контактных задачах термоупругости и термопластичности. -Харьков. 1982. - 56 С. (Препр./ АН УССР. Ин-т проб л. машиностроения. - № 176)

99. Голубев Ю.В., ЯманинА.И. Программа для осуществления теплового расчёта дизельного двигателя (2-х и 4-х тактного): Информационный листок №5-2000/ЯЦНТИ. -Ярославль, 2000.164