0 引言

某型中速柴油機依靠安裝于柴油機側面相應數(shù)量的機腳支架與船體的螺栓連接進行固定，而機腳支架與柴油機是通過機腳螺栓進行剛性固定的，所以機腳螺栓在柴油機的固定連接中起著非常重要的作用

。柴油機作為船用主動力裝備，工作時會因各種周期作用力激發(fā)多種形態(tài)的振動，這些振動會對柴油機連接件的可靠性和壽命造成極大影響，所以除了減輕柴油機振動外，如何增強連接件的可靠性以及如何快速的對損壞的連接件經(jīng)行修復也是生產(chǎn)過程中亟待解決的問題。

1 技術問題

某型中速柴油機船返廠進行W6級維修時，發(fā)現(xiàn)右巡航柴油機(M562010002)B1缸下一顆機腳螺栓出現(xiàn)斷裂，且螺栓成一定角度斷裂在機身內。經(jīng)售后人員反饋，故障發(fā)生前柴油機運行平穩(wěn)，無異常振動或參數(shù)報警，柴油機累計運行11817小時。斷裂螺栓為GB/T5782-2013-M16X60-10.9級。

螺栓取出后，發(fā)現(xiàn)孔位存在二次加工的痕跡，原螺栓孔無法完全觀測到鉆孔底部，遮擋物疑似后期焊補，且螺栓歪斜后的底部痕跡較光滑(見圖2)。若螺栓受異常外力斷裂在機身內形成傷痕，原螺栓孔應完全可見。

2 修復方案

2.1 斷裂情況分析

1)螺栓斷裂原因分析

斷裂螺栓的有效旋入深度l=60mm，機腳支架厚度為35mm，實際螺栓旋入機身長度為25mm，螺栓斷裂位置即螺栓與機身截面相交的位置。機腳螺栓一是起到連接機身與機腳的作用，二是起到承擔機身總重的作用。因此該位置螺栓受到拉應力和彎曲力的交互作用，斷裂位置也是應力最集中的位置，是整段螺栓的薄弱環(huán)節(jié)

。對斷裂機腳螺栓的材質化學成分、硬度、金相組織、斷口理化特性進行分析。斷裂螺栓的化學成分滿足10.9級標準。硬度要求：32HRC-39HRC，實測： 36HRC，符合10.9級螺栓標準。組織實測為回火索氏體，無脫碳、折疊等缺陷，滿足標準要求。斷口分析顯示宏觀無明顯塑性變形，斷裂起裂于一側螺紋根部，斷口平齊，瞬斷區(qū)較小，為單向彎曲疲勞斷裂。

2)機身受傷螺孔分析

輸出端扭振振幅許用值 0.45°

2.2 修復方案

2.2.1 螺栓孔修復方案

綜合上述分析，排除常規(guī)的襄套修復方法，采用補充打孔加修復機身缺損的方案：

綜觀已有文獻，現(xiàn)有文獻側重于從微觀層面，而對宏觀層面的探討的相關研究則較少。同時也較少結合地方實際及具體行業(yè)開展實證分析，從而導致其對策性研究缺少針對性與靈活性。這是該領域值得進一步展開研究與探索的研究重點。

從圖中可以看到，體系溫度的波動范圍一般，在后期波動的幅度沒有前期大，說明體系在隨著分子動力學模擬的過程中，系統(tǒng)的溫度波動逐漸變小，體系的不穩(wěn)定性減弱。

方案一：補充加工新孔，采用GB/T5782-2013-M16X60-10.9螺栓(原螺栓)

方案二：補充加工新孔，采用GB/T70.1-2008-M16X60-10.9內六角螺栓(螺栓由外六角變?yōu)閮攘?

由于受左側機身橫向螺栓孔及右側柴油機防爆閥的限制，綜合考慮壁厚等因素，方案一與方案二機身與機腳均選取同一位置進行補充打孔(如圖1)。

1)在機身表面補充加工M16機腳螺栓孔，原機身螺栓孔用鑄造填補膠填補。

“??！”胖子忽然跳起來，一驚一乍又嚇了我們一跳?！拔叶?！”他一副醍醐灌頂?shù)谋砬榇舐曅迹安痪褪桥蚰虻淖藙輪?？切，直說不就得了！”

許用彈性振動扭矩 17.4 kNm

2)圖紙要求該螺栓孔鉆深41mm，攻深27mm(螺紋長度)。由于機身背部為原螺栓孔預留的筋體寬度有限，調整螺栓孔后為了盡量避免打穿機身，將鉆深調整為32mm，攻深為27mm，鉆孔角度與原螺栓孔一致。

課程檢查評價方式應既能準確、真實地反映學生掌握知識和能力的程度，又能體現(xiàn)學生學習過程中的態(tài)度，因而針對職業(yè)崗位典型工作任務難易度的不同，設置任務權重作為檢查評價的比重。檢查評價方式應盡可能多樣化、趣味性，調動學生完成工作任務時的興趣。

4)按照新孔位補充打孔后，方案一與方案二的干涉情況如下：

方案一：

外六角螺栓安裝后不會與機腳定位銷孔干涉。螺栓頭外圍半徑為13.5mm，銷孔毛坯與螺栓墊片外圍最短距離為1.5mm。

螺栓頭及墊片與原螺栓搭口干涉，新裝配的螺栓頭及墊片向下侵入搭口處的最大距離約為5.2mm。

方案二：

內六角螺栓及墊片不會與機腳定位銷孔干涉(如圖2)。銷孔毛坯與螺栓墊片外圍最短距離為3mm。

改進后的彈力繃帶小手套和普通彈力繃帶小手套應用方式基本相同,除了不同類型的繃帶小手套有不同的拆除和固定方式外,改進后的彈力繃帶小手套最大的特點是能夠將著力點固定在患兒的大拇指部位,這樣即使是患兒移動腕關節(jié)和手指關節(jié),也不會輕易出現(xiàn)留置針移動、脫落、卷邊等現(xiàn)象。此外,護理人員也加強了對患兒的巡視和檢查,并觀察患兒固定位置皮膚是否出現(xiàn)了異樣情況。

螺栓頭及墊片與原螺栓搭口干涉(如圖3)，新裝配的螺栓頭及墊片向下侵入搭口處的最大距離約為4mm。

綜合上述分析，由于裝配機腳螺栓時力矩較大必須安裝力矩套筒，方案一裝配時需要給螺栓套筒預留更多空間，即需要打磨掉更多的機腳銷孔壁厚。方案二由于采用內六角螺栓則對機腳銷孔毛坯及原螺栓搭扣的影響更小。為保證機腳銷孔壁厚，采用方案二對機身、機腳、墊片進行補充加工。

3 方案可形性分析

②水權關系不清，水權管理機制缺位，造成水資源濫用。上游用水大量擠占下游用水，源流用水大量擠占干流用水，經(jīng)濟系統(tǒng)用水大量擠占自然生態(tài)用水，無節(jié)制的水土資源開發(fā)利用難以得到有效的制止。

某型柴油機結構型式為20缸V型，并且曲軸兩側分別掛載減振器及曲軸齒輪等。機腳螺栓斷裂位置恰在B1缸，即輸出端第一缸，受重力影響曲軸兩端呈現(xiàn)下墜趨勢，因此該擋機腳是整機單側3組機腳中受力最大的一組。同時，輸出端也是整機扭振振動和旋轉慣量最為集中復雜的地方

。因此補充打孔后的仿真計算難點在于邊界條件中振動加速度和扭振慣量的選取，若振動加速度和扭振慣量取值錯誤，很可能造成后續(xù)柴油機運行時機腳螺栓產(chǎn)生瞬斷，形成較大的經(jīng)濟損失。

仿真分析采用對比的方式進行，對原機身、機腳孔位與改造后的機身、機腳孔位進行應力分析對比。建模計算的主要邊界條件和設計變量如下：

1)重力

節(jié)點功能主要是進行CO2及溫度的采集,節(jié)點是由微控制器模塊MCU(Microcontroller Unit)、電源(source)、無線通信模塊RF(Radio Freqency)和傳感器模塊(sensor)組成,其中MCU采用極低功耗的stm8系列單片機作為數(shù)據(jù)采集器處理單元的核心,并根據(jù)需求構建了外圍電路;通信模塊采用基于WIA-PA技術的無線模塊,此模塊由中國科學院沈陽自動化研究所自主研發(fā)。節(jié)點硬件結構圖如圖2所示。

B1檔機腳所承擔的機身重量約為1.3t，考慮到輸出端實船連接軸系，取2.0t(20000N)進行計算。

3)原機腳螺栓的螺帽搭口由加工墊片代替，墊片外徑與螺栓頭最大外徑一致(24mm)。機腳板安裝墊片位置處銑平，墊片焊接在機腳板上，保證安裝后墊片厚度加機腳板厚為35mm。原機腳螺栓孔將螺帽搭口銑平后進行悶堵(悶塞過盈配合進行悶堵)。

由于此項數(shù)據(jù)較為重要，在另一臺完全相同的機型上與斷裂螺栓同位置布置振動測點，將機器加載至超負荷(110%工況)，實測得出該點的X、Y、Z方向振動加速度

。取最大值224.63m/s2進行計算。

取相應原材料及其對應的泊松比、密度等參數(shù)進行計算。機身(QT500)、機腳(QT400)、螺栓(合金鋼，GB/T70.1-2008-M16X60-10.9)。

3)振動加速度

全域旅游時代背景下，“+旅游”模式能夠充分發(fā)揮旅游產(chǎn)業(yè)的協(xié)調能力，為相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供發(fā)展更好的平臺，形成經(jīng)濟發(fā)展的新局面。修水縣應圍繞打造“國家全域旅游示范區(qū)”的總體目標，大力推動“+旅游”發(fā)展戰(zhàn)略方向，依據(jù)其優(yōu)越的自然環(huán)境和社會歷史人文背景，改善當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，探尋鄉(xiāng)村旅居、水域風光、休閑度假、宗教傳承、文化影響等多元化的旅游發(fā)展方向，創(chuàng)建“+旅游”模式，形成全域旅游新局。

UG軟件創(chuàng)建有限元分析主要步驟為創(chuàng)建有限元模型、創(chuàng)建仿真模型、后處理三個步驟。本次分析的使用UG高級仿真模塊中的3D網(wǎng)格建模分析，主要難度在于創(chuàng)建仿真模型中的設置邊界約束條件和定義設計變量。

2)材質及規(guī)格

4)扭振慣量

經(jīng)過對該點的實際分析，取以下參數(shù)進行計算：

曲軸扭振許用應力 41.3 MPa

原螺栓成一定角度斷裂在機身螺栓孔內，斷裂后已侵入橫向螺栓的螺帽孔內，在機身內部造成較大區(qū)域的損傷。若采用常規(guī)的螺孔襄套的修復方法

，襄套外圓過大，約1/4的螺套外表面將侵入橫向螺栓的螺帽孔內，不僅無法有效緊固，還會導致橫向螺栓裝配受阻。

主動件轉動慣量 1.64 kgm

從動件轉動慣量 16.7 kgm

扭轉剛度 1.8 MN·m/rad

馬云：我做教育的一方面原因，是在師范大學學習過，從事過教師職業(yè)，一直熱愛這個職業(yè)，另一方面的原因，是我見過世界上的各種人，有很壞的人、很好的人，也有很了不起的人，看到了許多挫折，明白了許多道理。這讓我知道教育的作用有多大，讓我知道，教育最終是要讓自己做最好的自己。

小組合作學習是小學語文課堂教學中的重要教學模式之一，在將學生合理分組后，由教師分配學習任務，學生以小組為單位，對學習任務進行交流、討論，探尋問題的解決方式，最后將學習成果進行展示，教師和學生共同進行總結和評價。在小學語文課堂教學中，小組合作學習的開展，有助于強化學生的認知，鍛煉學生的主動探究能力，對于學生全面發(fā)展具有重要意義。

許用阻尼振動扭矩 1.78 kNm/bar

無論是哪種情況的運維項目，在正式檢修前的現(xiàn)場勘察都是做好現(xiàn)場安全管理的前提。根據(jù)具體的運維內容要求，來進行相關專業(yè)工作人員的工作組織，到運維單位去了解相關情況，例如設備、技術、生產(chǎn)和安全等方面的相關事宜，對設備性能、運行、故障以及安全等方面的明細要詳細的列出，在勘察現(xiàn)場過程中要對現(xiàn)場的邊界區(qū)域、聯(lián)絡人員、聯(lián)絡信息等進行充分的明確。

阻尼系數(shù) 1800 Nms/rad

5)螺栓緊固力矩

10.9級螺栓因從內六角改為外六角，螺栓頭與機腳的接觸面積減小約11%，因此，螺栓擰緊力矩由原200N/m提高至250N/m。

建模分析第一步首先進行有限元模型的創(chuàng)建，即網(wǎng)格劃分。在UG高級仿真分析模塊中包括零維網(wǎng)格、一維網(wǎng)格、二維網(wǎng)格、三維網(wǎng)格和連接網(wǎng)格5種類型，每種類型都適用于一定的對象，本次分析采用三維網(wǎng)格。網(wǎng)格劃分完畢后對有限元模型進行檢查，確保沒有出現(xiàn)劃分失敗的網(wǎng)格。

建模分析第二步創(chuàng)建仿真模型。首先確定零部件的約束類型，約束主要是指分析部件受到其他部件的外部作用。根據(jù)機腳與機體的實際裝配關系選取正確的約束類型。載荷與材料的設定按上文描述設定。建模分析第三步分析求解與后處理。完成前兩個步驟后，即可對零部件進行有限元分析求解和后處理。UG高級仿真模塊提供了強大的后處理功能，能對有限元分析結果進行圖形化顯示和動畫模擬，提供輸出等值線圖、云圖、動態(tài)模擬仿真和數(shù)據(jù)輸出等功能。

“師者，所以傳道授業(yè)解惑也”，這句話是對教師職業(yè)的恰當表述。作為教師，我們有自己的工作范圍，不能代替學生學習成長，不能代替學生克服困難承受壓力。我們能做的只是很好的引導，充滿智慧的引領。通過對日常教育教學的反思，讓我對引導教學有了一些認識。

@夜來香：1000萬的房子你要收30萬？這30萬的價值體現(xiàn)在哪里？他們做的事情值5000嗎？他們店面和員工西裝電瓶車都要買房人買單嗎？這種就是三年不開張，開張吃三年。

根據(jù)上述主要邊界條件對螺孔應力進行分析對比，按照實物建模后對其進行網(wǎng)格化，并錄入上述邊界條件開始計算應力，由于上述邊界條件基本按柴油機運行最嚴苛的狀態(tài)選取，故計算結果可與材料本身的機械性能進行對比，來判斷方案整體的安全裕度。

根據(jù)應力計算可知：

圖4、圖5分別對原螺栓孔狀態(tài)下的機身螺栓孔及機腳螺栓孔進行了仿真受力分析，可以看出原狀態(tài)下機腳螺栓孔最大受力265MPa、平均為21.7 MPa；機身螺栓孔最大受力140MPa、平均20.6MPa。

圖6、圖7分別對補充加工螺栓孔狀態(tài)下的新機身螺栓孔及新機腳螺栓孔進行了仿真受力分析，可以看出新狀態(tài)下機腳螺栓孔最大受力270MPa、平均為24.7 MPa；機身螺栓孔最大受力101MPa、平均21.8MPa。

綜上，新加工孔后機身螺栓孔及機腳螺栓孔所受應力略大于原狀態(tài)孔位，機腳螺栓孔平均應力比原狀態(tài)大3MPa，機身螺栓孔平均應力比原狀態(tài)大1.2MPa。機身材料QT500的抗拉強度為500MPa、機腳材料QT400抗拉強度為400MPa。即便取瞬時最大應力，機腳螺栓孔仍有32.5%的安全裕度，原狀態(tài)為33.75%安全裕度。機身螺栓孔仍有79.8%的安全裕度，原狀態(tài)為72%安全裕度。新加工后的機身螺栓孔及機腳螺栓孔超負荷情況下所受盈利的安全裕度均高于原設計要求的≥25%安全裕度。因此，按照方案二新加工孔位后，應力安全裕度較大，可以保證柴油機運行時的可靠性。

4 驗證結論

按方案二對機身及機腳板進行返修后，復裝柴油機并在試驗臺架上進行500小時耐久試驗。試驗每8小時循環(huán)一次，其中100%工況每循環(huán)運行6小時、110%超負荷工況每循環(huán)運行1小時。試驗前在機身各檔機腳螺栓孔周圍布置振動測點。

驗證試驗期間柴油機各項運行參數(shù)正常、振動監(jiān)測數(shù)據(jù)正常(新打孔處最大振動加速度為236.32 m/s

)。試驗結束后對新打孔處的螺栓進行檢查，發(fā)現(xiàn)螺栓無松動且拆卸正常。通過試驗驗證表明，返修方案合理可行。

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[4]琴子虎，安士杰，汪宏偉 某船用柴油機軸系扭振計算與實測分析[J]，小型內燃機與車輛技，2017，46(03)2095-8234.

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