测算硅油风扇安全系数的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113532817A(43)申请公布日2021.10.22(21)申请号202110605015.0(22)申请日2021.05.31(71)申请人东风马勒热系统有限公司地址430056湖北省武汉市武汉经济技术开发区枫树五路(72)发明人孟康邱国帆(74)专利代理机构武汉开元知识产权代理有限公司42104代理人陈家安田辉云(51)Int.Cl.G01M13/00(2019.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称测算硅油风扇安全系数的方法(57)摘要本发明涉及一种测算硅油风扇安全系数的方法，该方法在发动机台架上动态的测试硅油风扇的应力，然后通过数学模型的建立，计算出硅油风扇的安全系数，评估硅油风扇的可靠性。本发明能快速有效的确定硅油风扇安全系数，指导硅油风扇的可靠性设计，减少硅油风扇在终端客户失效的可能性。CN113532817ACN113532817A权利要求书1/1页1.一种测算硅油风扇安全系数的方法，其特征在于：包括以下步骤；a、找出硅油风扇应力最大点，然后在该点布置应变片，在最易失效的位置附近需要布置备份应变片；b、将布置好应变片的硅油风扇安装在发动机台架上，然后在硅油风扇前端安装固定滑环，通过滑环将硅油风扇上应变片的线束转化为静止线束与数据采集设备相连；c、应变片的标定：线束与数据采集设备连接完成后，需对应变片进行标定确定其可以正常使用；d、通过特定试验工况动态测试硅油风扇应力最大点的动态应变值，测试工况如下：发动机满负荷转速从怠速Nidle上升到功率点转速N；发动机转速继续从功率点转速N上升到发动机最高转速Nmax，发动机负荷降到最低负荷；通过测功机将发动机转速从最高转速Nmax倒拖到超速Noverspeed，Noverspeed＝1.35*N，无负载；发动机转速从超速到怠速Nidle，无负载。e、将通过上述测试工况测出的动态应变值，然后通过杨氏模量E将动态应变值转化为动态应力值，σ＝ε*E，式中σ为应力，ε为应变，E为杨氏模量；f、根据动态应力值计算出平均应力σm＝1/2(σmax+σmin)和应力幅值σa＝1/2(σmax‑σmin)；g、根据硅油风扇疲劳极限强度得出安全系数n：式中n为安全系数，σ‑1为疲劳极限强度，Kσ为综合影响系数，ψσ为材料修正系数。2.根据权利要求1所述的测算硅油风扇安全系数的方法，其特征在于：步骤a中，通过有限元分析或试验对硅油风扇进行分析，找出硅油风扇应力最大点。3.根据权利要求1所述的测算硅油风扇安全系数的方法，其特征在于：步骤c中，数据采集设备调零后，使用以固定电阻并联在应变片接线端子两端，确定数据采集读数εT与εC相等，其中：εC为应变值，Rgage为应变片电阻值，Rshunt为并联电阻值，K为应变片灵敏系数，b为电桥系数。2CN113532817A说明书1/3页测算硅油风扇安全系数的方法技术领域[0001]本发明涉及一种硅油风扇，具体涉及一种测算硅油风扇安全系数的方法。背景技术[0002]硅油风扇主要用于发动机冷却系统的一个部件，安装在发动机曲轴或者皮带轮上，主要是用于发动机冷却。有以下原因导致硅油风扇可靠性难以评估，第一硅油风扇是无级调速风扇，而且驱动转速(发动机转速乘以皮带轮速比)经常变化，导致对风扇产生的离心载荷和气动载荷难以准确获取。第二发动机的高频振动也对硅油风扇产生了相应的交变载荷。这几种载荷的叠加导致硅油风扇可靠性难以评估。发明内容[0003]为解决以上问题，本发明提供一种测算硅油风扇安全系数的方法，在发动机台架上动态的测试硅油风扇的应力，然后通过数学模型的建立，计算出硅油风扇的安全系数，评估硅油风扇的可靠性。[0004]本发明采用的技术方案是：一种测算硅油风扇安全系数的方法，其特征在于：包括以下步骤；[0005]a、找出硅油风扇应力最大点，然后在该点布置应变片，在最易失效的位置附近需要布置备份应变片；[0006]b、将布置好应变片的硅油风扇安装在发动机台架上，然后在硅油风扇前端安装固定滑环，通过滑环将硅油风扇上应变片的线束转化为静止线束与数据采集设备相连；[0007]c、应变片的标定：线束与数据采集设备连接完成后，需对应变片进行标定确定其可以正常使用；[0008]d、通过特定试验工况动态测试硅油风扇应力最大点的动态应变值，测试工况如下：[0009]发动机满负荷转速从怠速Nidle上升到功率点转速N；[0010]发动机转速继续从功率点转速N上升到发动机最高转速Nmax，发动机负荷降到最低负荷；[0011]通过测功机将发动机转速从最高转速Nmax倒拖到超速Noverspeed，Noverspeed＝1.35*N，无负载；[0012]发动机转速从超速到怠速Nidle，无负载