對(duì)汽車進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)汽車節(jié)約能源重要措施之一,受到廣大研發(fā)人員的廣泛關(guān)注。曲軸作為汽車“心臟”---內(nèi)燃機(jī)的重要部件,對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)具有十分重要的意義。本課題對(duì)曲軸進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì),且從多個(gè)方面分析了該輕量化設(shè)計(jì)方案的可靠性。本課題的研究如下:以DK4-A柴油機(jī)曲軸為設(shè)計(jì)基礎(chǔ),在保證外形結(jié)構(gòu)尺寸與原柴油機(jī)相關(guān)配合不變的情況下,對(duì)該曲軸進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì);基于響應(yīng)面分析法理論,確定輕量化設(shè)計(jì)方案,得到的輕量化曲軸質(zhì)量是20.15kg,比原曲軸質(zhì)量減少了2.76kg;搭建曲軸動(dòng)平衡仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái),得到輕量化曲軸比原曲軸的振動(dòng)特性更好,消耗的能量更低;基于仿真手段測(cè)得輕量化曲軸主軸頸、連桿軸頸的負(fù)荷數(shù)據(jù),得到輕量化曲軸主軸頸、連桿軸頸的負(fù)荷均比原曲軸要小;運(yùn)用仿真測(cè)得的相關(guān)數(shù)據(jù)以及流體潤(rùn)滑相關(guān)知識(shí),得到輕量化曲軸的潤(rùn)滑特性滿足使用要求;使用Ansys Workbench對(duì)輕量化曲軸進(jìn)行強(qiáng)度分析,并針對(duì)其薄弱位置進(jìn)行部分結(jié)構(gòu)優(yōu)化,得到輕量化曲軸的強(qiáng)度滿足使用要求,且經(jīng)過對(duì)其部分結(jié)構(gòu)優(yōu)化后,該曲軸強(qiáng)度增加;基于多體動(dòng)力學(xué)理論,利用Adams對(duì)輕量化曲軸的進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析,得到多體動(dòng)力學(xué)分析結(jié)...

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 輕量化設(shè)計(jì)的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 輕量化設(shè)計(jì)
        1.2.2 輕量化設(shè)計(jì)的國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.2.3 輕量化設(shè)計(jì)的國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 本課題的主要研究?jī)?nèi)容
2 DK4-A柴油機(jī)曲軸輕量化設(shè)計(jì)方案及其初步分析
    2.1 曲軸輕量化設(shè)計(jì)自變量的約束區(qū)間
        2.1.1 曲軸主軸頸、連桿軸頸的減重設(shè)計(jì)
        2.1.2 曲軸油孔的減重設(shè)計(jì)
    2.2 DK4-A柴油機(jī)曲軸輕量化設(shè)計(jì)及建模
        2.2.1 曲軸輕量化結(jié)構(gòu)參數(shù)的響應(yīng)面分析
        2.2.2 曲軸平衡重的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.2.3 潤(rùn)滑油道的設(shè)計(jì)
        2.2.4 輕量化曲軸的幾何建模
    2.3 輕量化曲軸性能評(píng)價(jià)指標(biāo)及動(dòng)平衡仿真校核
        2.3.1 輕量化曲軸性能評(píng)價(jià)指標(biāo)
        2.3.2 基于Adams曲軸動(dòng)平衡仿真試驗(yàn)
    2.4 輕量化曲軸的主軸頸負(fù)荷特性分析
        2.4.1 基于AVL Excite Designer曲軸仿真計(jì)算模型
        2.4.2 主軸頸最大負(fù)荷特性分析
        2.4.3 主軸頸平均負(fù)荷特性分析
    2.5 輕量化曲軸的潤(rùn)滑特性分析
        2.5.1 曲軸潤(rùn)滑特性仿真計(jì)算模型
        2.5.2 主軸頸潤(rùn)滑特性分析
        2.5.3 連桿軸頸潤(rùn)滑特性分析
    2.6 本章小結(jié)
3 DK4-A柴油機(jī)輕量化曲軸的受力分析及強(qiáng)度校核計(jì)算
    3.1 輕量化曲軸的經(jīng)典受力分析
        3.1.1 輕量化曲軸的經(jīng)典運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算分析
        3.1.2 輕量化曲軸的經(jīng)典動(dòng)力學(xué)計(jì)算分析
    3.2 輕量化曲軸強(qiáng)度校核計(jì)算
        3.2.1 輕量化曲軸的有限元網(wǎng)格劃分
        3.2.2 輕量化曲軸的材料屬性定義及負(fù)載分析
        3.2.3 輕量化曲軸的有限元計(jì)算邊界條件
        3.2.4 輕量化曲軸的強(qiáng)度校核結(jié)果
    3.3 曲軸輕量化設(shè)計(jì)的優(yōu)化
        3.3.1 曲柄與主軸頸過渡圓角結(jié)構(gòu)的優(yōu)化
        3.3.2 潤(rùn)滑油道的方向及孔口設(shè)計(jì)
        3.3.3 優(yōu)化后的輕量化曲軸強(qiáng)度校核計(jì)算
    3.4 本章小結(jié)
4 輕量化曲軸的多體動(dòng)力學(xué)分析及疲勞分析
    4.1 多體動(dòng)力學(xué)分析基礎(chǔ)
        4.1.1 多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模原理
        4.1.2 Adams多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程
    4.2 基于剛?cè)狁詈系亩囿w動(dòng)力學(xué)曲柄連桿機(jī)構(gòu)仿真模型的建立
        4.2.1 輕量化曲軸柔性體的生成
        4.2.2 曲柄連桿機(jī)構(gòu)的剛?cè)狁詈夏Ｐ偷慕?br>    4.3 基于剛?cè)狁詈系亩囿w動(dòng)力學(xué)仿真分析
        4.3.1 活塞運(yùn)動(dòng)特性分析
        4.3.2 輕量化曲軸連桿軸頸分析
        4.3.3 輕量化曲軸柔性體的應(yīng)力、應(yīng)變分析
        4.3.4 輕量化曲軸的載荷譜輸出
    4.4 輕量化曲軸疲勞分析
        4.4.1 疲勞分析的基本步驟
        4.4.2 輕量化曲軸的疲勞壽命預(yù)測(cè)
    4.5 本章小結(jié)
5 輕量化曲軸的模態(tài)分析
    5.1 模態(tài)分析理論
        5.1.1 計(jì)算模態(tài)分析理論
        5.1.2 試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析理論
    5.2 輕量化曲軸的模態(tài)試驗(yàn)及分析
        5.2.1 計(jì)算模態(tài)分析
        5.2.2 試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析
        5.2.3 試驗(yàn)?zāi)B(tài)與計(jì)算模態(tài)結(jié)果對(duì)比分析
    5.3 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 展望
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果
參考文獻(xiàn)



本文編號(hào)：3870601