作為最常用的汽車動力裝置,四缸直列式發(fā)動機(jī)內(nèi)部慣性力系中力及力矩的不平衡,是發(fā)動機(jī)產(chǎn)生振動和噪聲的重要原因。而四缸機(jī)無法依靠自身或曲軸上的平衡重來消除二階往復(fù)慣性力造成的振動,因此,現(xiàn)在開發(fā)的發(fā)動機(jī)一般都通過安裝平衡軸總成來最大限度地降低發(fā)動機(jī)的運轉(zhuǎn)不平衡。針對某型配備平衡軸總成的發(fā)動機(jī)在臺架試驗時出現(xiàn)的平衡軸殼體斷裂問題,對此進(jìn)行專項研究,以解決存在的平衡軸殼體斷裂問題。本文以發(fā)動機(jī)平衡軸總成為研究對象,利用UG、ADAMS、ANSYS Workbench等軟件對平衡軸殼體進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化,具體工作包括以下內(nèi)容:（1）按照平衡軸總成的二維圖紙,應(yīng)用UG軟件進(jìn)行平衡軸總成各部件的實體建模及裝配。（2）向ANSYS Workbench軟件中導(dǎo)入簡化后的平衡軸總成三維模型,對其進(jìn)行模態(tài)分析,通過對比提取的前六階模態(tài)頻率和計算得到的平衡軸工作頻率,排除殼體是由于剛度不足,模態(tài)頻率低而發(fā)生斷裂。（3）應(yīng)用ADAMS軟件對平衡軸總成進(jìn)行多體動力學(xué)分析,得到平衡軸殼體各軸承孔的受力情況,以此作為強(qiáng)度分析及疲勞分析的邊界條件。（4）應(yīng)用ANSYS Workbench軟件對平衡軸殼體進(jìn)行強(qiáng)度分析,得... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

發(fā)動機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)與平衡軸結(jié)構(gòu)圖

第2章平衡軸總成模態(tài)分析9nrrrr22,10（2.12）至此，得到了解耦方程組。2.1.3有限元模態(tài)分析步驟有限元模態(tài)分析可以按照如圖2.1所示的步驟進(jìn)行。圖2.1模態(tài)分析步驟Fig.2.1Modalanalysissteps機(jī)械結(jié)構(gòu)的有限元模型可以在ANSYSWorkbench的DM模塊中直接建立，但平衡軸總成結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在ANSYSWorkbench中直接建模較為不方便，因此可以通過將UG與ANSYSWorkbench雙向連接實現(xiàn)兩者的數(shù)據(jù)連接和共享，所以應(yīng)用專業(yè)的三維建模軟件UG完成平衡軸總成實體模型的建立，再將實體模型導(dǎo)入到ANSYSWorkbench中，實現(xiàn)平衡軸總成三維實體模型到有限元模型的轉(zhuǎn)換。2.2平衡軸總成模態(tài)分析2.2.1平衡軸總成幾何建模發(fā)動機(jī)平衡軸總成主要由平衡軸殼體和傳動部分組成，其中，發(fā)動機(jī)平衡軸總成殼體部分主要包括平衡軸上殼體、下殼體和軸承蓋三部分，上、下殼體，軸承蓋之間采用螺栓連接，根據(jù)各部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)，應(yīng)用三維建模軟件UG進(jìn)行平衡軸總成殼體部分的三維建模，如圖2.2所示。發(fā)動機(jī)平衡軸總成傳動部分由主、從動平衡軸，齒輪等組成，三維建

沈陽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文10模如圖2.3所示。通過滑動軸承將平衡軸總成的殼體部分和傳動部分有機(jī)地結(jié)合起來，建立起如圖2.4所示平衡軸總成的三維模型。圖2.2平衡軸總成殼體部分Fig.2.2Shellpartofbalanceshaftassembly圖2.3平衡軸總成傳動部分Fig.2.3Drivepartofbalanceshaftassembly圖2.4平衡軸總成Fig.2.4Balanceshaftassembly2.2.2平衡軸總成有限元模型建立由于ANSYSWorkbench的DM模塊支持導(dǎo)入的第三方模型存在格式限制，將在UG中建立的平衡軸總成的三維實體模型保存為X-T（parasolid）格式，ANSYSWorkbench可以有效識別該格式下的三維實體模型。為方便計算分析，忽略對平衡軸總成模型模態(tài)分析影響不大的六角法蘭面螺栓、圓柱銷、鋼球、定位套等對總成質(zhì)量及剛度特性影響較小的零部件。（1）添加材料屬性模態(tài)分析中添加材料屬性時，不會將材料的非線性特性考慮在內(nèi)。進(jìn)行模態(tài)分析時必須指定楊氏模量、泊松比和密度等機(jī)械結(jié)構(gòu)的材料屬性�？梢酝ㄟ^EngineeringData模塊對有限元模型添加材料屬性。各部件材料屬性如表2.1所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于ADAMS的雙工位全自動鋼管端面銑頭倒棱機(jī)自動送料機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計[J]. 鄭燕武,柴曉艷,李震,賀凱悅.  重型機(jī)械. 2018(01)
[2]基于傳遞路徑的車內(nèi)轟鳴聲解析與優(yōu)化[J]. 嚴(yán)輝,宋飛,王成,陳林.  汽車科技. 2017(04)
[3]某四缸柴油機(jī)平衡軸殼體斷裂原因分析及改進(jìn)[J]. 魏云騰,胡洪濤,劉金濮,邱繼虎.  柴油機(jī)設(shè)計與制造. 2016(01)
[4]東風(fēng)雪鐵龍C5轎車EW12A發(fā)動機(jī)平衡軸結(jié)構(gòu)及裝配調(diào)整[J]. 黃林火.  汽車維修. 2015(03)
[5]發(fā)動機(jī)NVH測試與診斷[J]. 張朝輝,盛仁斌,沈磊,陳瀟文,郭金華,房智彬.  柴油機(jī)設(shè)計與制造. 2014(03)
[6]立式加工中心床身靜動態(tài)特性分析及優(yōu)化[J]. 高東強(qiáng),陳超群,馬金鋒,楊飛.  機(jī)械設(shè)計與制造. 2013(12)
[7]變速箱殼體靜力分析及模態(tài)分析[J]. 田增強(qiáng),鄭德聰,郭玉明,馮華.  中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報. 2013(04)
[8]基于DoE的內(nèi)燃機(jī)平衡軸優(yōu)化設(shè)計[J]. 王琦瑋,倪計民,張子慶,杜倩穎.  車用發(fā)動機(jī). 2011(05)
[9]遺傳算法整定PID控制器在下肢電刺激康復(fù)訓(xùn)練中的應(yīng)用[J]. 郭新奇,李晴,郝林琳.  中國醫(yī)學(xué)裝備. 2011(10)
[10]汽車變速箱殼體早期斷裂失效分析[J]. 莫明珍,譚瑩,曹標(biāo),陳明.  金屬熱處理. 2011(S1)

博士論文
[1]剛—柔耦合問題與空間多桿柔性機(jī)械臂的動力學(xué)建模理論研究[D]. 陳思佳.南京理工大學(xué) 2012
[2]基于試驗與仿真分析的發(fā)動機(jī)運動件摩擦耦合動力學(xué)研究[D]. 林瓊.浙江大學(xué) 2008

碩士論文
[1]WK-75礦用挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)平臺及A形架結(jié)構(gòu)分析[D]. 蘇蕾.太原理工大學(xué) 2017
[2]基于遺傳算法的混合動力汽車多目標(biāo)優(yōu)化及控制策略研究[D]. 楊東徽.重慶交通大學(xué) 2017
[3]輕卡變速箱殼體靜動態(tài)特性分析及多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化[D]. 孟凡龍.中北大學(xué) 2017
[4]基于排隊網(wǎng)絡(luò)模型的制造單元構(gòu)建[D]. 李翔.蘭州交通大學(xué) 2016
[5]某輕卡變速器殼體的強(qiáng)度分析與疲勞壽命預(yù)測[D]. 陳劍偉.中北大學(xué) 2016
[6]改進(jìn)遺傳算法在多目標(biāo)問題上的應(yīng)用研究[D]. 郭修豪.重慶師范大學(xué) 2016
[7]螢火蟲群優(yōu)化算法的改進(jìn)及應(yīng)用[D]. 龐閃閃.合肥工業(yè)大學(xué) 2016
[8]掘進(jìn)機(jī)整機(jī)動力學(xué)分析及電控箱減振研究[D]. 孫英.太原理工大學(xué) 2016
[9]某重型載貨汽車車架的疲勞分析及優(yōu)化[D]. 郜慧超.北京理工大學(xué) 2016
[10]某輕卡變速箱殼體靜動態(tài)特性及拓?fù)鋬?yōu)化研究[D]. 羅朝陽.中北大學(xué) 2015



本文編號：3501231