發(fā)布時間：2017-08-14 14:31

  本文關(guān)鍵詞：基于ANSYS和ADAMS仿真的非對稱機體振動分析

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【摘要】：機體振動影響內(nèi)燃機其它部件的工作,還會傳遞到載體以及輻射噪聲影響車輛駕乘的舒適性。借助多種計算機專業(yè)性軟件能越來越高效的對機體振動進行模擬仿真,縮短機體研發(fā)設(shè)計的周期。文中利用建模軟件Creo、有限元軟件ANSYS和多體動力學(xué)軟件ADAMS完成某型12缸V型內(nèi)燃機部件的建模、工作過程仿真和振動分析,對機體輸出端突出結(jié)構(gòu)對機體振動的影響進行了探索。首先,在內(nèi)燃機仿真模型的建立過程中,對機體和曲軸等對機體振動影響權(quán)重比較大的部件建立柔性體,建立內(nèi)燃機剛?cè)峄旌夏Ｐ?并敘述介紹了復(fù)雜12缸機體和曲軸復(fù)雜結(jié)構(gòu)剛性化時需要注意的問題。第二,對內(nèi)燃機激勵力進行了介紹和分析,得出理論上部件為剛性結(jié)構(gòu)時該12缸V型內(nèi)燃機的往復(fù)慣性力和力矩和旋轉(zhuǎn)慣性力和力矩都是平衡的,但是實際上由于機體和曲軸等部件的變形對機體振動的影響不能忽略。結(jié)合激勵力分析,機體結(jié)構(gòu)設(shè)計時需要避免內(nèi)燃機額定轉(zhuǎn)速頻率的0.5倍、1倍和2倍頻率。第三,研究模擬了在三種約束方案下機體的振動情況,經(jīng)過對測點振動數(shù)據(jù)的比較得出輸出端底座支撐位置靠近輸出端端面時機體的振動情況更好。同時對三方案約束下的機體進行了模態(tài)分析,并通過模態(tài)振型的對比分析了方案三約束時振動情況比較好的原因。第四,考察了輸出端端面與機體突出結(jié)構(gòu)間具有凹槽的機體與原機體對機體振動的影響,模擬發(fā)現(xiàn)凹槽結(jié)構(gòu)能降低機體振動,并通過兩個尺寸相同、激勵相同的圓桿的振動模擬來說明機體凹槽結(jié)構(gòu)降低機體振動的現(xiàn)象并非偶然。最后,在ANSYS Workbench中對機體進行了強度分析,得出機體上應(yīng)力、應(yīng)變以及變形的分布趨勢,并對機體進行了強度校核得出機體在全工況時符合安全強度要求。
【關(guān)鍵詞】：柴油機 支撐位置 多柔體 機體振動 強度校核
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TK401
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-13
• 1.1 課題研究背景及意義9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容11-13
• 2 模態(tài)分析理論基礎(chǔ)與多體動力學(xué)理論13-21
• 2.1 模態(tài)分析理論基礎(chǔ)13
• 2.2 多自由度系統(tǒng)實模態(tài)分析13-17
• 2.2.1 無阻尼系統(tǒng)13-14
• 2.2.2 特征矢量正交性14-15
• 2.2.3 實模態(tài)坐標系中的自由響應(yīng)15-16
• 2.2.4 物理坐標系中的自由響應(yīng)16
• 2.2.5 頻響函數(shù)16-17
• 2.3 有限元分析理論17-18
• 2.4 多體動力學(xué)介紹18-19
• 2.5 ADAMS柔性體理論19
• 2.6 ANSYS和ADAMS聯(lián)合仿真19-21
• 3 內(nèi)燃機虛擬樣機建模過程21-32
• 3.1 發(fā)動機三維模型的建立21
• 3.2 機體和曲軸模態(tài)中性文件的建立21-24
• 3.2.1 機體的MNF中性文件的制作22-23
• 3.2.2 曲軸的MNF中性文件的制作23-24
• 3.3 剛?cè)峄旌咸摂M樣機的建立24-32
• 3.3.1 簡要的建立過程24
• 3.3.2 虛擬樣機載荷和約束的處理24-32
• 4 內(nèi)燃機激勵力分析32-44
• 4.1 氣缸氣體壓力32
• 4.2 曲柄連桿機構(gòu)慣性激勵力32-40
• 4.2.1 往復(fù)慣性力和旋轉(zhuǎn)慣性力32-35
• 4.2.2 往復(fù)慣性力矩和旋轉(zhuǎn)慣性力矩35-40
• 4.3 傾覆力矩不平衡的簡諧分量40-42
• 4.4 活塞側(cè)向力42
• 4.5 實際激勵力的不平衡性42-44
• 4.5.1 實際激勵力的不平衡性42-43
• 4.5.2 應(yīng)避免的激勵頻率43-44
• 5 底座約束位置對非對稱機體振動的影響44-62
• 5.1 分析的主要步驟44
• 5.2 支撐位置的布置44-46
• 5.3 測點的選取46
• 5.4 機體模態(tài)分析46
• 5.5 三方案振動模擬的結(jié)果及分析46-55
• 5.6 約束位置的改變改善振動情況的原因55-61
• 5.6.1 模態(tài)振型55-58
• 5.6.2 方案一與方案三的模態(tài)振型對比分析58-61
• 5.7 結(jié)論61-62
• 6 機體凹槽結(jié)構(gòu)對機體振動的影響62-68
• 6.1 “振動阻斷”62
• 6.2 機體凹槽對機體振動的影響62-63
• 6.3 仿真及結(jié)果63
• 6.4 凹槽使圓桿振動降低的現(xiàn)象63-67
• 6.4.1 該部分研究的主要工作流程63-64
• 6.4.2 圓桿建模64-66
• 6.4.3 仿真結(jié)果66-67
• 6.5 結(jié)論67-68
• 7 機體強度分析68-80
• 7.1 機體強度分析的建立過程68-78
• 7.1.1 機體實體模型的處理68
• 7.1.2 機體網(wǎng)格劃分68-69
• 7.1.3 機體邊界條件的處理69-76
• 7.1.4 機體變形、應(yīng)力、應(yīng)變云圖76-78
• 7.2 機體強度分析78-79
• 7.2.1 機體強度分析78-79
• 7.2.2 機體強度校核79
• 7.3 本章小結(jié)79-80
• 8 結(jié)論80-81
• 8.1 主要研究成果80
• 8.2 研究展望80-81
• 參考文獻81-83
• 致謝83-84
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況84-85

【參考文獻】

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本文編號：673149