【摘要】：柴油機軸系承受著復(fù)雜、交變的燃氣壓力和慣性力,是柴油機中重要的運動部件之一。傳統(tǒng)的柴油機軸系動態(tài)特性研究是建立剛性體模型,而實際工況中的軸系零部件都是彈性體,在外載荷作用下易發(fā)生微小的彈性變形,導致不同零部件間的相互作用復(fù)雜多變,因此傳統(tǒng)研究方法難以滿足不斷增長的計算精度要求。虛擬樣機技術(shù)和有限元法的迅速發(fā)展,為柴油機軸系實際工況下的運動學和動力學仿真研究提供了技術(shù)支持。本文以船用6300C型柴油機軸系為研究對象,首先應(yīng)用Pro/E建模軟件建立軸系零部件實體模型,并進行裝配,得到軸系的裝配數(shù)據(jù)模型,并將其導入到多體動力學仿真軟件ADAMS中,定義運動副和質(zhì)量屬性、施加外部載荷和驅(qū)動,建成曲軸軸系多剛體動力學模型,并進行運動學、動力學仿真分析,計算出各個構(gòu)件在任意時刻、任意位置的運動規(guī)律(位移、速度、加速度等)及構(gòu)件間的作用力等;其次運用有限元軟件ANSYS對6300C柴油機曲軸與連桿分別進行計算模態(tài)分析,求得它們的固有頻率和振型,分別生成曲軸與連桿的模態(tài)中性文件(MNF),將ANSYS中生成的曲軸與連桿的模態(tài)中性文件(MNF)分別導入到軸系多剛體動力學模型中,對曲軸與連桿進行柔性化處理,進行多柔體動力學與多剛體動力學仿真結(jié)果對比,分析得出兩種不同模型對軸系零部件運動性能和構(gòu)件間作用力的影響效果;最后由柔體模型輸出連桿的動態(tài)載荷文件,對連桿進行應(yīng)力應(yīng)變分析,找到連桿工作時最危險的部位,對其進行可靠性分析。綜合利用虛擬樣機技術(shù)和有限元法完成了船用6300C型柴油機軸系動態(tài)特性仿真研究,仿真過程更接近實際工況,獲得了兩種模型下的對比分析圖,為柴油機軸系零部件的精確設(shè)計提供了可靠依據(jù),為后續(xù)連桿的優(yōu)化工作提供借鑒,對提高柴油機設(shè)計水平及整機性能有著重要意義。
【圖文】：

基于剛?cè)峄旌夏Ｐ偷拇貌裼蜋C軸系動態(tài)特性研究2 柴油機曲軸軸系動力學理論基礎(chǔ)柴油機曲軸軸系進行動力學仿真分析之前，必須對軸系的工作論分析，從而為虛擬樣機仿真分析奠定基礎(chǔ)。本章將對單缸柴和動力學理論分析。柴油機曲軸軸系運動學分析構(gòu)的運動學分析，通常是指不考慮引起機構(gòu)運動變化的原因，變化角度的關(guān)系來分析機構(gòu)的運動規(guī)律[50,51]。本文研究的 6300心式曲柄連桿機構(gòu)，其特點是它的氣缸中心線與曲軸旋轉(zhuǎn)中心心線、活塞銷都位于同一平面上，結(jié)構(gòu)簡圖如圖 2-1 所示。

則會產(chǎn)生四級往復(fù)慣性力，，六級往復(fù)四級以上的往復(fù)慣性力影響不大，所以工程上一般了。慣性力，曲軸不平衡質(zhì)量 mk和連桿大端代替質(zhì)量 作回轉(zhuǎn)運動，所以回轉(zhuǎn)運動總的不平衡質(zhì)量是：()2mmmkgrk 中不平衡力的旋轉(zhuǎn)慣性力為：2Pmrwrr 中，mr、r 和 w 大小不變，所以旋轉(zhuǎn)慣性力的大小著曲柄半徑遠離曲軸回轉(zhuǎn)中心，并隨曲柄一起不斷作用力 A 點處的合成力 p 可以分解成兩個分力，分別是與中心線方向的作用力 pC，如圖 2-2 所示：
【學位授予單位】：大連海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S218.5

【參考文獻】

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本文編號：2681740