【摘要】：熱氣機具有污染小、低振動噪聲、工作平穩(wěn)和理論熱效率高的特點,從上世紀九十年代開始,陸續(xù)在軍事和民用領域得到應用。振動噪聲特性是熱氣機的主要性能指標之一,直接影響著以熱氣機為動力的軍事裝備的聲隱身性。開展熱氣機動力學分析、分析和研究激勵力與其結構本身固有特性關系是優(yōu)化其振動噪聲特性的基礎研究工作之一,具有十分重要的意義和工程應用價值。本文以模態(tài)分析、振動和有限元理論為基礎,采用有限元法和多體動力學計算以及模態(tài)實驗等研究手段,研究了熱氣機的振動特性,其主要研究內(nèi)容和結論如下:1.對比分析了不同網(wǎng)格尺寸和類型的熱氣機關鍵零部件有限元計算結果,確定了合適的網(wǎng)格尺寸和類型,通過熱氣機零部件模態(tài)分析驗證了所建有限元模型的正確性。將驗證的有限元模型導入ANSYS定義主自由度,在AVL EXCITE的PowerUnit模塊下生成縮減模型。2.研究活塞桿敲擊力的特性,分別通過氣缸導引單元和活塞桿氣缸接觸單元建立活塞桿和氣缸間的連接關系,對比分析了兩種連接方式計算的活塞氣缸間的作用力,發(fā)現(xiàn)兩種連接方式計算的側推力接近;氣缸導引單元所需的主自由度節(jié)點、模型縮減時間遠遠小于活塞氣缸接觸單元所需的主自由度節(jié)點和模型縮減時間。3.研究了平衡軸的激勵力特性,分別計算了考慮齒輪和平衡軸的熱氣機傳動系統(tǒng)激勵力,對比分析了兩種模型同一周期內(nèi)的主軸承載荷;在時域和頻域對比分析了主軸承和平衡軸載荷;平衡軸載荷的幅值比曲軸載荷的幅值小兩個數(shù)量級,齒輪嚙合頻率分量的幅值不明顯,且平衡軸軸瓦處的主自由度占整機縮減模型自由度的一半以上�？紤]平衡軸對計算結果的影響不大,不考慮平衡軸的影響則可以減少縮減模型大小和節(jié)省計算資源。4.確定了氣缸導引單元作為活塞桿與氣缸的連接副和不考慮平衡軸影響的整機計算方案,建立了熱氣機的整機多體動力學模型,計算分析了其振動響應。5.測量了熱氣機的整機振動,在時域和頻域對關鍵點進行了計算值和實測值的對比分析,驗證了計算結果的正確性,為熱氣機的減振降噪提供參考。
【圖文】：

論文技術路線

圖 2-1 彈性體子結構浮動坐標系的小范圍運動時通常將其分解為幾種簡單的運= + ( + ) 性坐標系中的向量； 為局部坐標系在全局坐量的方向余弦矩陣; 為未變形時，，點 P 在局 在局部坐標系中產(chǎn)生的變形向量。將 用模態(tài)= 足里茲基向量要求的的變形模態(tài)矩陣， 為變點 P 位置向量分別求一階、二階導數(shù)，得到點= + + + = + + + 2 + 日公式，柔性體的運動滿足：
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH113.1

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本文編號：2675116