本文關(guān)鍵詞：小型柴油機(jī)軸系模態(tài)分析及仿真計(jì)算研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 曲軸是柴油機(jī)中的重要組成部分,其振動(dòng)是引發(fā)內(nèi)燃機(jī)振動(dòng)的重要因素,它的性能直接影響著柴油機(jī)的可靠性和壽命。近年來,隨著各種新技術(shù)的應(yīng)用,對內(nèi)燃機(jī)的可靠性和動(dòng)力性要求越來越高,已有的曲軸軸系振動(dòng)分析方法越來越難以完全滿足內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)的要求。因此,對曲軸軸系振動(dòng)問題的更精確、更全面的研究顯得非常重要。 本文以某一小型柴油機(jī)曲軸系為研究對象,模態(tài)分析理論為基礎(chǔ),分別對曲軸系在自由狀態(tài)和約束狀態(tài)下的多種情況進(jìn)行試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析。結(jié)合試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的結(jié)果,探討曲軸系各種動(dòng)態(tài)特性仿真建模方法的優(yōu)缺點(diǎn)。并在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下,對聯(lián)軸器的扭轉(zhuǎn)剛度、負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和活塞連桿與曲柄銷等接觸處的潤滑情況等因素對曲軸系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的影響進(jìn)行了研究。 本論文的主要工作如下： 首先,對某一小型柴油機(jī)的曲軸軸系在自由狀態(tài)和約束狀態(tài)下的多種情形進(jìn)行模態(tài)敲擊試驗(yàn),并對其進(jìn)行模態(tài)參數(shù)識別。將自由狀態(tài)和約束狀態(tài)下各種情形的模態(tài)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比分析。通過對比分析得出飛輪對曲軸的模態(tài)影響較大；主軸承及其潤滑油膜的約束支撐剛度對曲軸的彎曲和縱向振動(dòng)影響較大,對曲軸的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)影響較小。因此可通過對自由狀態(tài)下帶飛輪、皮帶輪及活塞連桿曲軸的模態(tài)試驗(yàn)來獲得運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下曲軸的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)模態(tài)特性。 其次,以柴油機(jī)曲軸系實(shí)物為原型,在三維建模軟件Pro／Engineer中建立曲軸系的三維實(shí)體模型；同時(shí),將曲軸系實(shí)體模型導(dǎo)入有限元軟件ANSYS中建立其自由狀態(tài)和約束狀態(tài)下的多種動(dòng)態(tài)特性仿真計(jì)算有限元模型,并對其進(jìn)行計(jì)算模態(tài)分析。通過與模態(tài)試驗(yàn)結(jié)果的對比分析,探討自由狀態(tài)和約束狀態(tài)下各種動(dòng)態(tài)特性仿真建模方法的準(zhǔn)確性、優(yōu)缺點(diǎn)及適用情況。 最后,在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下,對聯(lián)軸器扭轉(zhuǎn)剛度、負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量及活塞連桿與曲柄銷接觸處的潤滑情況等因素對曲軸系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的影響進(jìn)行了研究,得出了軸系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)頻率隨聯(lián)軸器扭轉(zhuǎn)剛度、負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量及潤滑變化的規(guī)律。
【關(guān)鍵詞】：柴油機(jī) 曲軸系 模態(tài)分析 仿真計(jì)算
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TK421
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-20
• 1.1 論文的研究背景及意義11
• 1.2 曲軸系振動(dòng)的主要形式11-14
• 1.2.1 彎曲振動(dòng)12
• 1.2.2 縱向振動(dòng)12-13
• 1.2.3 扭轉(zhuǎn)振動(dòng)13
• 1.2.4 曲軸振動(dòng)的綜合分析13-14
• 1.3 模態(tài)分析技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-18
• 1.3.1 模態(tài)分析理論的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3.2 模態(tài)分析在內(nèi)燃機(jī)軸系的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-18
• 1.4 論文的主要研究內(nèi)容18-20
• 第二章 模態(tài)分析基本理論20-30
• 2.1 模態(tài)分析概述20
• 2.2 模態(tài)分析理論基礎(chǔ)20-23
• 2.2.1 計(jì)算模態(tài)分析20-22
• 2.2.2 試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析22-23
• 2.3 頻響函數(shù)23-26
• 2.4 模態(tài)參數(shù)識別26-29
• 2.4.1 參數(shù)識別方法概述26
• 2.4.2 參數(shù)識別26-29
• 2.5 本章小節(jié)29-30
• 第三章 曲軸軸系的試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析30-44
• 3.1 試驗(yàn)的主要工作30
• 3.2 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)30-34
• 3.2.1 激勵(lì)方法的選擇30-32
• 3.2.2 測點(diǎn)、激振點(diǎn)及參考點(diǎn)的布置32-33
• 3.2.3 提高測試數(shù)據(jù)質(zhì)量和精度的措施33-34
• 3.3 測試系統(tǒng)組成34-35
• 3.4 自由狀態(tài)下模態(tài)試驗(yàn)分析35-40
• 3.4.1 測試數(shù)據(jù)處理35
• 3.4.2 自由模態(tài)試驗(yàn)的測量結(jié)果35-38
• 3.4.3 自由模態(tài)試驗(yàn)的結(jié)果分析38-40
• 3.5 約束狀態(tài)下模態(tài)試驗(yàn)分析40-43
• 3.5.1 約束模態(tài)試驗(yàn)的測量結(jié)果40-41
• 3.5.2 約束狀態(tài)下試驗(yàn)結(jié)果分析41-43
• 3.6 本章小節(jié)43-44
• 第四章 曲軸系動(dòng)態(tài)特性仿真建模方法探討44-65
• 4.1 有限元法及ANSYS模態(tài)分析方法概述44-45
• 4.1.1 有限元法概述44
• 4.1.2 ANSYS模態(tài)分析方法概述44-45
• 4.2 軸系有限元模型的建立45-46
• 4.3 曲軸模型準(zhǔn)確性驗(yàn)證46-48
• 4.4 帶飛輪曲軸的動(dòng)態(tài)特性建模方法探討48-54
• 4.4.1 帶飛輪曲軸的建模方法概述48
• 4.4.2 飛輪為實(shí)體單元的建模方法探討48-51
• 4.4.3 飛輪為質(zhì)量單元的建模方法探討51-53
• 4.4.4 帶飛輪曲軸的建模方法總結(jié)53-54
• 4.5 帶活塞連桿曲軸的動(dòng)態(tài)特性建模方法探討54-57
• 4.5.1 活塞連桿用實(shí)體單元模擬54-56
• 4.5.2 活塞連桿用質(zhì)量單元模擬56-57
• 4.6 約束狀態(tài)下建模方法探討57-63
• 4.6.1 主軸承的約束支撐處理58-59
• 4.6.2 支撐方式的探討59-60
• 4.6.3 約束狀態(tài)下活塞連桿的簡化60-61
• 4.6.4 模型驗(yàn)證61-63
• 4.7 本章小節(jié)63-65
• 第五章 影響軸系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的若干因素分析65-79
• 5.1 非彈性聯(lián)軸器扭轉(zhuǎn)剛度對曲軸扭振的影響的探討65-71
• 5.1.1 臺(tái)架有限元模型的建立65-66
• 5.1.2 十字軸聯(lián)軸器扭轉(zhuǎn)剛度的計(jì)算66-67
• 5.1.3 不同扭轉(zhuǎn)剛度下的計(jì)算結(jié)果分析67-69
• 5.1.4 曲軸系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)測試69-71
• 5.2 彈性聯(lián)軸器扭轉(zhuǎn)剛度對曲軸扭振的影響的探討71-73
• 5.2.1 彈性聯(lián)軸器扭轉(zhuǎn)剛度計(jì)算71-72
• 5.2.2 不同扭轉(zhuǎn)剛度下的計(jì)算結(jié)果分析72-73
• 5.3 負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對曲軸扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的影響73-76
• 5.3.1 負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算與調(diào)整73-74
• 5.3.2 計(jì)算結(jié)果分析74-76
• 5.4 潤滑性能對曲軸系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的影響76-78
• 5.4.1 仿真模型建立76
• 5.4.2 計(jì)算結(jié)果分析76-78
• 5.5 本章小結(jié)78-79
• 結(jié)論與展望79-81
• 致謝81-82
• 參考文獻(xiàn)82-85
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文85-86

【引證文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 吳海波;李晉;石磊磊;;基于HyperWorks的曲軸有限元建模及模態(tài)分析[J];公路與汽運(yùn);2012年03期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 華春蓉;內(nèi)燃機(jī)曲軸角振動(dòng)模態(tài)識別方法的研究及應(yīng)用[D];西南交通大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 李曉峰;1.5T汽油機(jī)軸系模態(tài)與扭振試驗(yàn)分析[D];吉林大學(xué);2011年

2 楊元濤;空調(diào)壓縮機(jī)管路系統(tǒng)振動(dòng)分析及其軟件開發(fā)[D];華中科技大學(xué);2011年

3 林瑞雪;大功率厚板數(shù)控激光切割機(jī)和三維數(shù)控激光切割機(jī)的動(dòng)力學(xué)分析[D];燕山大學(xué);2012年

4 黃以兵;16V170柴油機(jī)曲軸研制與有限元分析[D];山東理工大學(xué);2012年

5 呂端;雪佛蘭350系列V8發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸系的模態(tài)分析[D];西華大學(xué);2012年

6 朱小平;發(fā)動(dòng)機(jī)連桿靜動(dòng)態(tài)強(qiáng)度CAE仿真分析[D];浙江大學(xué);2012年

7 李波;4V75柴油機(jī)曲軸系設(shè)計(jì)及CAE分析[D];湖南大學(xué);2012年

8 丁一;滾動(dòng)轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)空調(diào)系統(tǒng)振動(dòng)與結(jié)構(gòu)的有限元分析[D];華中科技大學(xué);2011年

9 楊振昊;腸類米飯定量灌裝技術(shù)與裝備研究[D];江南大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：小型柴油機(jī)軸系模態(tài)分析及仿真計(jì)算研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：348253