本文關(guān)鍵詞：基于虛擬仿真平臺(tái)的柴油機(jī)機(jī)體低振動(dòng)研究

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【摘要】：內(nèi)燃機(jī)作為車輛的主要振動(dòng)噪聲源,其振動(dòng)噪聲的控制已成為世界各國普遍關(guān)注的重要研究課題之一。機(jī)體是柴油機(jī)的主要承載部件,以及整機(jī)的主要振動(dòng)源子系統(tǒng),不僅影響到機(jī)體本身的振動(dòng)特性,而且影響到與其相聯(lián)的缸蓋、油底殼及附屬部件的振動(dòng)狀況,因此低振動(dòng)機(jī)體結(jié)構(gòu)的研究具有重要意義。同時(shí),隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與工程軟件的快速發(fā)展及廣泛應(yīng)用,數(shù)值模擬逐漸成為解決復(fù)雜工程問題的有效手段,虛擬仿真技術(shù)在機(jī)體振動(dòng)領(lǐng)域的應(yīng)用,為其物理樣機(jī)的虛擬低振動(dòng)設(shè)計(jì)與激勵(lì)載荷分析奠定了基礎(chǔ),有助于設(shè)計(jì)階段輔助產(chǎn)品開發(fā)。論文以柴油機(jī)多體動(dòng)力學(xué)模型建立、激勵(lì)載荷預(yù)測、有限元模型建立、模態(tài)計(jì)算分析、振動(dòng)特性預(yù)測和機(jī)體結(jié)構(gòu)改進(jìn)為主要研究內(nèi)容,建立了柴油機(jī)“多體動(dòng)力學(xué)-有限元法-結(jié)構(gòu)優(yōu)化”的虛擬仿真平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了機(jī)體的低振動(dòng)設(shè)計(jì)目標(biāo)。全文的主要研究內(nèi)容如下:基于Pro/E軟件建立柴油機(jī)的裝配體模型,依據(jù)裝配體各組成結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)在ADAMS/Engine軟件中建立柴油機(jī)整機(jī)虛擬樣機(jī)模型,通過爆發(fā)壓力載荷的施加與轉(zhuǎn)速設(shè)置來模擬柴油機(jī)實(shí)際運(yùn)行工況,計(jì)算獲得了柴油機(jī)的主軸頸受力與活塞敲缸力,為后續(xù)的機(jī)體振動(dòng)特性分析奠定基礎(chǔ)�；贖YPERMESH軟件建立機(jī)體的有限元計(jì)算模型,依據(jù)機(jī)體有限元模態(tài)計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析結(jié)果對(duì)比分析驗(yàn)證了機(jī)體計(jì)算模型的合理性,其機(jī)體模態(tài)振型預(yù)測有利于確定機(jī)體裙部是主要的剛度薄弱區(qū)域。同時(shí)通過合理地施加爆發(fā)壓力、主軸頸力、活塞敲缸力,計(jì)算獲得了機(jī)體的振動(dòng)速度,為后續(xù)的機(jī)體低振動(dòng)改進(jìn)設(shè)計(jì)分析奠定基礎(chǔ)�；贏BAQUS軟件開展機(jī)體的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì),計(jì)算獲得了機(jī)體結(jié)構(gòu)材料分布,結(jié)合模態(tài)預(yù)測結(jié)果并依據(jù)機(jī)體計(jì)算云圖確定改進(jìn)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)區(qū)域,通過機(jī)體振動(dòng)預(yù)測計(jì)算分析獲得改進(jìn)前后的機(jī)體振動(dòng)速度,結(jié)果表明改進(jìn)后的機(jī)體振動(dòng)速度有了明顯減小,尤其機(jī)體裙部振動(dòng)得到明顯改善�；贏DAMS/Engine軟件在柴油機(jī)多體動(dòng)力學(xué)模型中加裝平衡軸結(jié)構(gòu),計(jì)算獲得曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的傾覆力矩,并以平衡軸設(shè)計(jì)變量作為優(yōu)化傾覆力矩的基礎(chǔ),運(yùn)用軟件ADAMS/Insight模塊分析獲得傾覆力矩的最佳設(shè)計(jì)值,傾覆力矩改善前后影響因素分析對(duì)平衡軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有重要意義,不僅實(shí)現(xiàn)了最佳傾覆力矩下的平衡軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),而且機(jī)體二階往復(fù)慣性力得到了明顯改善,也驗(yàn)證了平衡機(jī)構(gòu)對(duì)機(jī)體振動(dòng)控制具有良好的減振效果。
【關(guān)鍵詞】：柴油機(jī) 激勵(lì)載荷 模態(tài)分析 振動(dòng)預(yù)測 改進(jìn)設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：遼寧工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK42
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-15
• 1.1 內(nèi)燃機(jī)振動(dòng)噪聲的研究背景及意義10-11
• 1.2 內(nèi)燃機(jī)振動(dòng)噪聲國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容13-15
• 2 柴油機(jī)機(jī)體激勵(lì)載荷虛擬預(yù)測15-27
• 2.1 多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析基礎(chǔ)15-16
• 2.2 曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析16-20
• 2.3 多體動(dòng)力學(xué)模型的建立20-26
• 2.3.1 ADAMS/Engine介紹20-21
• 2.3.2 仿真參數(shù)的設(shè)置21-22
• 2.3.3 邊界條件的建立22-23
• 2.3.4 爆發(fā)壓力參數(shù)及仿真結(jié)果23-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 3 柴油機(jī)機(jī)體模態(tài)特性虛擬預(yù)測27-42
• 3.1 有限元法及模態(tài)分析基本原理27-30
• 3.2 有限元計(jì)算模型的建立30-31
• 3.2.1 有限元模型的簡化原則30-31
• 3.2.2 有限元模型的網(wǎng)格劃分31
• 3.3 機(jī)體的模態(tài)分析31-39
• 3.3.1 機(jī)體自由模態(tài)分析32-35
• 3.3.2 機(jī)體約束模態(tài)分析35-38
• 3.3.3 機(jī)體約束模態(tài)與自由模態(tài)的比較38-39
• 3.4 試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析39-40
• 3.4.1 試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析過程39-40
• 3.4.2 機(jī)體試驗(yàn)頻率與計(jì)算頻率對(duì)比40
• 3.5 本章小結(jié)40-42
• 4 柴油機(jī)機(jī)體振動(dòng)特性虛擬預(yù)測42-48
• 4.1 柴油機(jī)振動(dòng)分類42
• 4.2 有限元瞬態(tài)響應(yīng)分析42-44
• 4.3 機(jī)體計(jì)算模型的邊界條件44
• 4.4 機(jī)體的瞬態(tài)響應(yīng)計(jì)算44-45
• 4.5 機(jī)體瞬態(tài)響應(yīng)結(jié)果分析45-47
• 4.6 本章小結(jié)47-48
• 5 柴油機(jī)機(jī)體的改進(jìn)設(shè)計(jì)48-58
• 5.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化的基本原理和方法48-49
• 5.2 機(jī)體拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)49-53
• 5.2.1 拓?fù)鋬?yōu)化理論分析49-50
• 5.2.2 機(jī)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化流程50-52
• 5.2.3 優(yōu)化結(jié)果分析52-53
• 5.3 機(jī)體改進(jìn)設(shè)計(jì)53-57
• 5.3.1 機(jī)體改進(jìn)措施分析53-54
• 5.3.2 機(jī)體裙部的改進(jìn)設(shè)計(jì)54-57
• 5.4 本章小結(jié)57-58
• 6 柴油機(jī)傾覆力矩影響因素研究58-69
• 6.1 柴油機(jī)傾覆力矩仿真分析58-59
• 6.2 往復(fù)慣性力及傾覆力矩仿真計(jì)算分析59-62
• 6.3 平衡機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)62-64
• 6.3.1 傾覆力矩理論分析62-63
• 6.3.2 確定優(yōu)化目標(biāo)與約束條件63-64
• 6.4 傾覆力矩影響因素計(jì)算分析64-65
• 6.5 傾覆力矩優(yōu)化與平衡軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)65-67
• 6.6 本章小結(jié)67-69
• 7 結(jié)論69-70
• 7.1 主要研究成果69
• 7.2 展望69-70
• 參考文獻(xiàn)70-72
• 攻讀碩士期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況72-73
• 致謝73

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