發(fā)布時(shí)間：2018-01-01 03:34

  本文關(guān)鍵詞：基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的真實(shí)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析研究　出處：《中國(guó)海洋大學(xué)》2012年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

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【摘要】：對(duì)于特定的真實(shí)機(jī)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)副中的間隙和構(gòu)件的彈性變形，常引起碰撞沖擊、振動(dòng)、噪聲等破壞性現(xiàn)象的發(fā)生，這對(duì)高速、高精度機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)性能和可靠性提出了挑戰(zhàn)。本文以往復(fù)發(fā)動(dòng)機(jī)中的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象，，利用虛擬樣機(jī)技術(shù)，聯(lián)合三維造型軟件Pro/E、機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真分析軟件ADAMS以及有限元分析軟件ANSYS，建立考慮運(yùn)動(dòng)副間隙及構(gòu)件彈性的真實(shí)機(jī)構(gòu)模型，進(jìn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，對(duì)機(jī)構(gòu)的真實(shí)運(yùn)動(dòng)規(guī)律及動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行深入研究。 首先，將Pro/E中機(jī)構(gòu)的幾何模型導(dǎo)入ADAMS軟件，建立含活塞-氣缸間隙的機(jī)構(gòu)多剛體動(dòng)力學(xué)模型，并進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真，其中，將間隙中構(gòu)件的接觸過(guò)程采用沖擊副模型進(jìn)行描述。在此基礎(chǔ)上，對(duì)機(jī)構(gòu)中活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)及二階運(yùn)動(dòng)分別進(jìn)行了分析，獲得不同工況下構(gòu)件的各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)參數(shù)及相關(guān)運(yùn)動(dòng)副反力，又分析了活塞拍擊力隨運(yùn)動(dòng)副間隙量變化的規(guī)律，進(jìn)而確定了合適的運(yùn)動(dòng)副工作間隙，最終所得結(jié)論與實(shí)際基本吻合。 第二，通過(guò)無(wú)縫連接設(shè)置，Pro/E中的構(gòu)件直接進(jìn)入ANSYS工作環(huán)境，利用分塊蘭索斯法進(jìn)行連桿及曲軸的有限元自由模態(tài)分析，獲得構(gòu)件的低階固有頻率及相應(yīng)振型，結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)工作頻率的分布范圍進(jìn)行構(gòu)件的振動(dòng)特性分析。 最后，聯(lián)合ADAMS與ANSYS進(jìn)行多柔體動(dòng)力學(xué)仿真。將ANSYS中構(gòu)件模態(tài)分析結(jié)果分別以MNF文件的方式輸入ADAMS中進(jìn)行柔性體替換，建立考慮構(gòu)件大范圍剛性運(yùn)動(dòng)與微幅彈性變形剛?cè)狁詈系臋C(jī)構(gòu)多柔體模型，同時(shí)考慮活塞-氣缸間隙的存在，進(jìn)行曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的多柔體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真與分析。與剛性分析對(duì)比，發(fā)現(xiàn)存在運(yùn)動(dòng)偏差，而且活塞拍擊力峰值變小。
[Abstract]:In this paper , the dynamic performance and reliability of high speed and high precision mechanism are challenged by using virtual prototyping technology , joint three - dimensional modeling software Pro / E , mechanical system dynamics simulation analysis software ADAMS and finite element analysis software ANSYS . Firstly , the geometric model of the mechanism in Pro / E is introduced into ADAMS software to establish the mechanism multi - rigid body dynamics model with piston - cylinder gap , and dynamic simulation is carried out . Secondly , through the seamless connection setup , the components in Pro / E directly enter ANSYS working environment , and the finite element free modal analysis of connecting rod and crankshaft is carried out by using the method of block Ransom , the low - order natural frequency of the component and the corresponding mode shape are obtained , and the vibration characteristic analysis of the component is carried out in combination with the distribution range of the operating frequency of the engine . Finally , the multi - body dynamics simulation is carried out with ADAMS and ANSYS . The results of the structural modal analysis in ANSYS are respectively input into ADAMS to replace the flexible body , and the dynamic simulation and analysis of the multi - compliance system of the crank - slider mechanism are established taking into account the existence of the large - range rigid motion of the component and the rigid - flexible coupling of the micro - amplitude elastic deformation .

【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類(lèi)號(hào)】：TH112

【參考文獻(xiàn)】

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1 李哲，張淵;含間隙機(jī)構(gòu)混沌響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究[J];北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1994年04期

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3 馮志友;孫序梁;張策;;多運(yùn)動(dòng)副間隙的平面四桿機(jī)構(gòu)動(dòng)力分析[J];佳木斯工學(xué)院學(xué)報(bào);1991年02期

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8 常宗瑜,張策,王玉新;含間隙連桿機(jī)構(gòu)的分叉和混沌現(xiàn)象[J];機(jī)械強(qiáng)度;2001年01期

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10 高峰;機(jī)構(gòu)學(xué)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)的思考[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2005年08期

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1 景來(lái)軍;基于示功圖的汽油機(jī)燃燒過(guò)程研究[D];上海交通大學(xué);2008年

本文編號(hào)：1362779