本文關(guān)鍵詞：內(nèi)燃式水平對動空氣壓縮機動力學(xué)仿真研究

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【摘要】：內(nèi)燃式空氣壓縮機是一種將熱能轉(zhuǎn)換為氣體壓力能的新型壓氣裝置。已有的內(nèi)燃式空氣壓縮機方案由于縱向尺寸較高,振動穩(wěn)定性較差,應(yīng)用范圍受到了一定的限制,為解決這一問題,我們設(shè)計了一種重心較低的內(nèi)燃式水平對動空氣壓縮機,本文對內(nèi)燃式水平對動空氣壓縮機進(jìn)行了動力學(xué)仿真研究與方案對比,分析結(jié)果對今后內(nèi)燃式空氣壓縮機的優(yōu)化設(shè)計具有重要的意義。本文以178F柴油機曲軸系相關(guān)參數(shù)為基礎(chǔ),選取3種典型工況(曲軸轉(zhuǎn)速分別為1500轉(zhuǎn)/分、2000轉(zhuǎn)/分、2400轉(zhuǎn)/分),將多體動力學(xué)與有限元技術(shù)相結(jié)合,分別對兩個方案在多剛體和多柔體狀況下的動力學(xué)特性進(jìn)行了動力學(xué)仿真研究,提取了曲軸上所受到的載荷曲線,對曲軸進(jìn)行了耐久性分析。用SolidWorks建立了兩個方案的三維模型,然后在ADAMS中建立了兩個方案的剛性體模型,施加相應(yīng)約束并定義新材料與驅(qū)動。對剛性體模型進(jìn)行動力學(xué)仿真研究,分析了曲軸的波動系數(shù)、活塞的速度與加速度、連桿受力、軸承支點處受力等動態(tài)特性。用ANSYS對曲軸進(jìn)行了模態(tài)分析,分別給出了兩個方案的曲軸前十階非零模態(tài)的頻率和振型,并對兩個模態(tài)分析結(jié)果做了比較。用HyperMesh將曲軸做柔性化處理,建立了剛?cè)峄旌象w動力學(xué)模型,對內(nèi)燃式水平對動空氣壓縮機進(jìn)行了多柔體動力學(xué)仿真。令曲軸的平均轉(zhuǎn)速為2400轉(zhuǎn)/分,在ADAMS中仿真提取了內(nèi)燃式水平對動空氣壓縮機曲軸上的載荷曲線,在nSoft疲勞分析軟件中對曲軸的疲勞趨勢進(jìn)行了分析,得到了曲軸上最容易發(fā)生破壞的10個節(jié)點,并對曲軸上所受應(yīng)力最大的節(jié)點進(jìn)行了壽命預(yù)測。
【關(guān)鍵詞】：內(nèi)燃式空氣壓縮機 動態(tài)特性 仿真 疲勞分析
【學(xué)位授予單位】：青島大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH45
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-7
• 第一章 緒論7-11
• 1.1 概述7
• 1.2 課題研究的目的和意義7-8
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-10
• 1.3.1 壓氣機的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀8-9
• 1.3.2 內(nèi)燃式壓氣機的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9
• 1.3.3 多體動力學(xué)仿真現(xiàn)狀9-10
• 1.4 課題研究的內(nèi)容與方法10-11
• 第二章 內(nèi)燃式水平對動空氣壓縮機原理分析11-17
• 2.1 內(nèi)燃式水平對動空氣壓縮機機構(gòu)原理分析11-12
• 2.2 內(nèi)燃式水平對動空氣壓縮機機構(gòu)動力學(xué)分析12-15
• 2.2.1 曲柄連桿機構(gòu)的運動學(xué)分析12-14
• 2.2.2 曲柄連桿機構(gòu)的動力學(xué)分析14-15
• 2.3 動力活塞與壓氣活塞受力分析15-16
• 2.4 本章小結(jié)16-17
• 第三章 三維模型與多剛體模型的建立17-28
• 3.1 虛擬樣機技術(shù)簡介17
• 3.2 三維實體模型的建立17-19
• 3.2.1 主要參數(shù)18
• 3.2.2 三維模型的建立18-19
• 3.3 多剛體模型的建立19-27
• 3.3.1 重命名零部件19-20
• 3.3.2 新材料的創(chuàng)建與材料屬性的修改20-21
• 3.3.3 約束的施加21-23
• 3.3.4 載荷的施加23-27
• 3.4 本章小結(jié)27-28
• 第四章 多剛體動力學(xué)仿真分析28-42
• 4.1 ADMAS中多剛體方程28-30
• 4.1.1 拉格朗日方程的一般形式28-29
• 4.1.2 ADAMS中多剛體系統(tǒng)的動能29
• 4.1.3 多剛體系統(tǒng)的動力學(xué)方程29-30
• 4.2 方案1仿真分析30-32
• 4.2.1 曲軸輸出端軸承支點力的比較30-31
• 4.2.2 曲軸自由端軸承支點力的比較31-32
• 4.3 方案2仿真分析32-39
• 4.3.1 曲軸的速度波動系數(shù)32-33
• 4.3.2 活塞速度的分析33-34
• 4.3.3 活塞加速度的分析34-36
• 4.3.4 連桿大頭端力的比較36-37
• 4.3.5 連桿小頭端力的比較37-38
• 4.3.6 輸出端軸承支點力38-39
• 4.3.7 自由端軸承支點力39
• 4.4 分析結(jié)果匯總39-41
• 4.5 方案1與方案2的對比分析41
• 4.6 本章小結(jié)41-42
• 第五章 多柔體動力學(xué)仿真分析42-59
• 5.1 多柔體動力學(xué)方程42-44
• 5.2 曲軸有限元模型44-51
• 5.2.1 方案1曲軸有限元模型的建立45-48
• 5.2.2 方案2曲軸有限元模型的建立48-51
• 5.2.3 模態(tài)分析的對比51
• 5.3 HYPERMESH生成曲軸的模態(tài)中性文件51-53
• 5.3.1 柔性體生成的方法51
• 5.3.2 模態(tài)中性文件的生成51-53
• 5.3.3 模態(tài)中性文件的輸出53
• 5.4 柔性體模型的建立53-55
• 5.5 多柔體動力學(xué)與運動學(xué)的仿真分析55-58
• 5.5.1 曲軸轉(zhuǎn)速的比較55
• 5.5.2 活塞加速度的比較55-56
• 5.5.3 連桿大頭端力的比較56-57
• 5.5.4 連桿小頭端力的比較57-58
• 5.6 本章小結(jié)58-59
• 第六章 曲軸的疲勞分析59-65
• 6.1 NSOFT疲勞分析軟件概況59
• 6.2 曲軸的破壞趨勢以及危險節(jié)點的獲取59-61
• 6.3 關(guān)鍵節(jié)點的疲勞分析61-64
• 6.3.1 關(guān)鍵節(jié)點應(yīng)力的提取62
• 6.3.2 載荷譜的處理62-63
• 6.3.3 疲勞分析及壽命預(yù)測63-64
• 6.4 本章小結(jié)64-65
• 第七章 結(jié)語與展望65-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果71-73
• 致謝73-75

【參考文獻(xiàn)】

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1 陳翔;崔志琴;李凱;周威;吳迪;;6V150發(fā)動機曲軸的自由模態(tài)計算分析[J];機械工程與自動化;2014年01期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李桂蘭;DH-71型離心式空壓機運行節(jié)能技術(shù)理論及試驗研究[D];四川大學(xué);2005年

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本文編號：796232