本文關(guān)鍵詞：F168小汽油機(jī)機(jī)體振動(dòng)分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 發(fā)動(dòng)機(jī)在國民經(jīng)濟(jì)中的應(yīng)用十分廣泛,隨著人們對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)噪聲要求的不斷提高,發(fā)動(dòng)機(jī)的減振降噪工作研究也日益受到重視。 本文以F168小汽油機(jī)為研究對(duì)象,系統(tǒng)完整地闡述了發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)振動(dòng)的計(jì)算機(jī)仿真分析過程。主要目的研究該發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)體振動(dòng)機(jī)理,并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施,降低發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)體振動(dòng),為企業(yè)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)減振降噪,打破出口壁壘,提供參考和依據(jù)。同時(shí),為發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)體振動(dòng)研究分析提供一個(gè)可行、可靠的思路和方法。 發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜,可以看成一個(gè)多自由度振動(dòng)系統(tǒng)。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析可以得到主要階次模態(tài)參數(shù),其中固有頻率和振型會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)和噪聲水平產(chǎn)生很大的影響,也是減振降噪工作的重點(diǎn)。通過分析該階振型,改變該階模態(tài)的固有頻率、阻尼、剛度、質(zhì)量分配等,使結(jié)構(gòu)的固有頻率遠(yuǎn)離易振動(dòng)的區(qū)域,從而達(dá)到減振降噪的目的。另外,發(fā)動(dòng)機(jī)的模態(tài)分析不僅可以證實(shí)有限元模型的正確性,還為以后的結(jié)構(gòu)修改提供可靠的依據(jù)。因此,發(fā)動(dòng)機(jī)的模態(tài)分析是發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)振動(dòng)分析研究中不可或缺的重要一環(huán)。 眾所周知,有限元法的原理是將結(jié)構(gòu)離散為許多具有質(zhì)心和剛度的單元。但發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)有限元模型的離散單元數(shù)量非常大,增加了計(jì)算量和計(jì)算時(shí)間,還受到計(jì)算機(jī)硬件的限制。對(duì)此,本文采用了結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)中的矩陣縮聚和矩陣恢復(fù)算法。通過矩陣凝聚,縮減計(jì)算自由度,使模型自由度從幾萬個(gè)減少到幾百個(gè),節(jié)省了大量的分析時(shí)間,降低了對(duì)計(jì)算機(jī)硬件的要求。 從實(shí)踐可以知道,發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)主要是由于氣體爆發(fā)壓力、活塞對(duì)缸套的敲擊,配氣機(jī)構(gòu)、軸承等運(yùn)動(dòng)件之間的機(jī)械碰撞所引起的,并通過缸蓋和活塞—連桿—曲軸—機(jī)體的途徑向外輻射噪聲。另外,為了更接近發(fā)動(dòng)機(jī)的真實(shí)工況,本文還考慮了曲軸、止推軸承、油膜阻尼等因素的影響。因而,發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)體振動(dòng)分析也是一個(gè)多體動(dòng)力學(xué)的問題。本文將經(jīng)典的有限元方法和多體動(dòng)力學(xué)方法相結(jié)合,考慮結(jié)構(gòu)之間的非線性因素,較為全面地分析了發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)的動(dòng)態(tài)特性。 通過AVL/IMPRESS軟件平臺(tái),本文主要求解了發(fā)動(dòng)機(jī)的表面振動(dòng)速度級(jí),由此可以清楚直觀地了解發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)的振動(dòng)機(jī)理和強(qiáng)度分布。由于振動(dòng)速度級(jí)與聲壓級(jí)存在一定的換算關(guān)系,因此,振動(dòng)速度級(jí)結(jié)果雖然不能直接作為發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)輻射噪聲強(qiáng)弱的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn),但是可以間接地評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲在某一部位的高低。通過分析,發(fā)現(xiàn)該發(fā)動(dòng)機(jī)在缸蓋、散熱片以及大平面的薄壁處振動(dòng)較為劇烈,因此,在合適部位加筋或提高這些部位的剛度或阻尼是降低振動(dòng)噪聲的有效措施。另外,改變大平面的外部輪廓(如波浪形)也收到良好的效果。
【關(guān)鍵詞】：發(fā)動(dòng)機(jī) 多體動(dòng)力學(xué) 矩陣縮減 速度級(jí)
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TK411
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-26
• 1.1 課題背景12-14
• 1.1.1 振動(dòng)與噪聲的危害12-13
• 1.1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)噪聲控制的重要性13-14
• 1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)和噪聲14-19
• 1.2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)噪聲的產(chǎn)生機(jī)理及分類14-17
• 1.2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)振動(dòng)噪聲的傳播途徑17-19
• 1.2.3 發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)振動(dòng)和噪聲輻射的基本研究方法19
• 1.3 發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)噪聲預(yù)測19-22
• 1.3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)噪聲預(yù)測的意義19-21
• 1.3.2 發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)噪聲預(yù)測的發(fā)展現(xiàn)狀21-22
• 1.4 本課題的研究目的、主要內(nèi)容及意義22-26
• 1.4.1 課題研究目的22-23
• 1.4.2 課題研究內(nèi)容23-25
• 1.4.3 課題研究意義25-26
• 第二章 多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)理論26-32
• 2.1 多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)26-27
• 2.2 多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)在發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力學(xué)研究中的應(yīng)用27
• 2.3 多剛體動(dòng)力學(xué)27-29
• 2.3.1 多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的研究方法28
• 2.3.2 多剛體動(dòng)力學(xué)的算法原理28-29
• 2.4 EXCITE 中的多體動(dòng)力學(xué)模型29-31
• 2.4.1 彈性體動(dòng)力學(xué)方程30
• 2.4.2 連接件Reynolds 方程30
• 2.4.3 接觸參數(shù)定義30-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第三章 發(fā)動(dòng)機(jī)有限元模型的建立32-39
• 3.1 建模所用軟件32-34
• 3.2 發(fā)動(dòng)機(jī)的有限元模型34-36
• 3.2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的有限元模型35
• 3.2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的有限元模型35-36
• 3.2.3 發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)蓋和墊片的有限元模型36
• 3.3 發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的有限元模型36-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第四章 發(fā)動(dòng)機(jī)的模態(tài)分析39-45
• 4.1 模態(tài)分析理論39-40
• 4.2 發(fā)動(dòng)機(jī)模態(tài)分析40-44
• 4.3 本章小結(jié)44-45
• 第五章 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析的基本理論45-52
• 5.1 結(jié)構(gòu)動(dòng)力方程45-46
• 5.2 矩陣縮減與恢復(fù)46-48
• 5.3 主自由度與主節(jié)點(diǎn)的選取48-49
• 5.4 主節(jié)點(diǎn)設(shè)置時(shí)RBE2 或蜘蛛的要求49-51
• 5.5 本章小結(jié)51-52
• 第六章 發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)振動(dòng)分析52-82
• 6.1 發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)模型的建立53-58
• 6.1.1 EXCITE 軟件53-54
• 6.1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)整體模型的建立54-58
• 6.2 邊界條件與載荷工況58-68
• 6.2.1 邊界條件58-64
• 6.2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)的載荷工況64-68
• 6.3 機(jī)體結(jié)構(gòu)振動(dòng)的速度級(jí)分析68-77
• 6.3.1 振動(dòng)速度級(jí)和聲壓級(jí)的關(guān)系69-74
• 6.3.2 結(jié)構(gòu)振動(dòng)的頻譜分析74-77
• 6.4 發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體表面振動(dòng)分析的結(jié)論77-81
• 6.4.1 發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)的表面速度級(jí)77-78
• 6.4.2 發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)措施78-81
• 6.5 本章小結(jié)81-82
• 第七章 總結(jié)與展望82-85
• 7.1 全文總結(jié)82-83
• 7.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)83
• 7.3 本文展望83-85
• 參考文獻(xiàn)85-87
• 致謝87-88
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文88

【引證文獻(xiàn)】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 孔維峰;汽車水泵總成的動(dòng)態(tài)特性研究[D];鄭州大學(xué);2010年

2 常超;基于熱—機(jī)耦合的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋承載分析[D];北京交通大學(xué);2011年

3 王進(jìn);機(jī)槍系統(tǒng)的模態(tài)測試與分析[D];南京理工大學(xué);2011年

4 陸健;基于多體動(dòng)力學(xué)的機(jī)體可靠性分析[D];山東大學(xué);2011年

5 段牧染;基于瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)的氣缸蓋多軸疲勞壽命預(yù)測及研究[D];中北大學(xué);2012年

6 葉玉喜;發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)仿真研究[D];重慶大學(xué);2009年

7 孔丹丹;4EC發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸軸系多體動(dòng)力學(xué)仿真分析[D];吉林大學(xué);2012年

8 李玉娟;柴油機(jī)進(jìn)氣道噴水技術(shù)的試驗(yàn)研究和仿真分析[D];太原理工大學(xué);2012年

9 劉蒙;五缸柴油機(jī)平衡性及整機(jī)振動(dòng)性能仿真分析[D];吉林大學(xué);2012年

10 李帥;發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)振動(dòng)噪聲研究[D];湖南大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：F168小汽油機(jī)機(jī)體振動(dòng)分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：322641