[发明专利]一种柴油机连杆小头轴承液力耦合分析方法

权利要求书

1.一种柴油机连杆小头轴承液力耦合分析方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)建立连杆小头轴承目标分析模型；

(2)建立多相流在步骤(1)所得模型内部的流体动力学模型；

(3)在步骤(2)所得多相流体动力学模型的基础上，计算连杆小头外壁面流场压力；

(4)建立曲柄连杆多体动力学模型；

(5)建立基于雷诺方程的轴承润滑流体动力学模型，模型计算中的运动学边界由步骤(4)所得多体动力学模型提供；

(6)步骤(5)所得轴承反力及反力矩结果作为步骤(4)中多体动力学模型的输入条件，步骤(4)和步骤(5)相互迭代计算，完成轴承不同时刻结构动力学及润滑流体动力学的分析；

(7)在步骤(2)所得多相流体动力学模型的基础上，进行连杆小头结构外壁面换热计算，得到外壁面换热系数和壁面温度；

(8)在步骤(5)所得流体动力学模型的基础上，进行轴承内部接触面摩擦生热计算，得到内壁面热流边界；

(9)建立连杆小头结构的有限元模型，结合步骤(7)和步骤(8)所得温度场边界调节，计算连杆小头结构温度场；

(10)在步骤(5)所得流体动力学模型的基础上，通过其中剪切应力结构，进行连杆小头轴承的摩擦磨损计算；

(11)依照步骤(9)、步骤(5)和步骤(10)所得计算结果对连杆小头轴承进行特性评价。

2.根据权利要求1所述的柴油机连杆小头轴承液力耦合分析方法，其特征在于：步骤(1)中的模型为除活塞销、连杆结构体以外的，由冷却喷嘴至活塞底腔的空腔模型。

3.根据权利要求2所述的柴油机连杆小头轴承液力耦合分析方法，其特征在于：步骤(2)中的多相流体动力学模型为机油与空气两相流在步骤(1)所述的模型空腔内的流体动力学模型。

4.根据权利要求3所述的柴油机连杆小头轴承液力耦合分析方法，其特征在于：步骤(10)中的摩擦磨损计算，为连杆小头轴承基于选定一种或多种结构材料机械性能的摩擦磨损情况计算。

5.根据权利要求4所述的柴油机连杆小头轴承液力耦合分析方法，其特征在于：步骤(11)包括对连杆小头结构的热评价，通过步骤(9)所得结构温度场的计算结果，对所选结构材料进行验证。

6.根据权利要求1-5任一项所述的柴油机连杆小头轴承液力耦合分析方法，其特征在于：步骤(11)包括对连杆小头轴承的润滑情况的评价，步骤(3)所得结果为润滑分析提供压力边界，步骤(4)所得结果为润滑分析提供运动学边界；所得分析结果对连杆小头轴承润滑情况的正常性进行验证。

7.根据权利要求6所述的柴油机连杆小头轴承液力耦合分析方法，其特征在于：所述连杆小头轴承润滑情况包括最小油膜厚度和最大油膜压力。

8.根据权利要求6所述的柴油机连杆小头轴承液力耦合分析方法，其特征在于：步骤(11)包括对连杆小头轴承的结构体变形和运动的评价；通过步骤(5)所得流体动力学模型的结构体特征，对连杆小头轴承的结构体变形和运动进行验证。

9.根据权利要求8所述的柴油机连杆小头轴承液力耦合分析方法，其特征在于：所述连杆小头轴承的结构体变形和运动包括活塞销变形和活塞销转动。

10.根据权利要求8所述的柴油机连杆小头轴承液力耦合分析方法，其特征在于：步骤(11)包括对连杆小头结构的摩擦学特性评价，通过步骤(10)所得所选材料的摩擦力、磨损率、磨损量的计算结果，对所选配副材料在摩擦学特性的合理性进行验证。