发动机搭载式后处理安装支架的疲劳损伤预测

刘宏杰，曾超，付春雨，刘伦伦，王景新

(内燃机可靠性国家重点实验室/潍柴动力股份有限公司，潍坊 261061)

0前言

中国非道路尾气排放标准四阶段实施在即，选择性催化还原后处理(以下简称后处理)在发动机上的搭载也是近期困扰各个企业的难题。后处理系统及其安装结构承受着路面激励、作业激励和发动机本体激励的共同振动冲击。安装结构本身通常设计有减振部件，整个系统的受力状态极其复杂，在满足结构可靠性的同时，还需要兼顾结构轻量化需求，因此需要合理有效地评估后处理结构[1-2]。

仿真与试验相结合是产品设计中的常用手段[3-4]。仿真中常用交变冲击载荷进行模拟，试验多以零部件耐久试验为主。但是，仿真与试验的工况与实际的随机载荷差异较大，难以真实地反映系统的振动情况。通过考核的结构在工作中也会发生断裂、变形等故障情况。

本文以某装载机的发动机后处理系统(后处理总成+安装支架)为研究对象，考察后处理安装支架的疲劳损伤。为了构造最能反映装载机工作中后处理系统振动情况的疲劳载荷谱，基于装载机典型作业工况，搭建后处理系统虚拟振动试验台，获取时间载荷历程。根据惯性释放方法，求解后处理安装支架在单位载荷作用下的应力分布，预测后处理安装支架的疲劳损伤，为后处理系统结构正向开发提供有效依据。

1 疲劳损伤基本理论

1.1 Miner线性损伤累积理论

零件的损伤可以用一个趋向可接受最大裂纹长度的裂纹长度累积量来表示。……