柴油發(fā)動(dòng)機(jī)主要零部件及組合結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性研究.pdf

1、沈陽(yáng)軍區(qū)65182部隊(duì)委托東北大學(xué)設(shè)備診斷工程中心研究開(kāi)發(fā)軍車(chē)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)性能檢測(cè)診斷儀。作為此項(xiàng)目的子課題，本文對(duì)康明斯6BT5.9柴油發(fā)動(dòng)機(jī)主要零部件及其組合結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證進(jìn)行了系統(tǒng)研究。得出了理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符的結(jié)論。 本文首先總結(jié)了國(guó)內(nèi)外結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性分析的研究成果?；诮Y(jié)構(gòu)模態(tài)分析理論，從分析柴油機(jī)的組成和工作特點(diǎn)入手，系統(tǒng)地應(yīng)用了有限元技術(shù)，綜合考慮了提高計(jì)算精度和降低計(jì)算規(guī)模這個(gè)建模的根本問(wèn)題，利用ANS

2、YS軟件，建立起了曲軸、連桿和活塞的有限元模型并分別計(jì)算和分析了曲軸、活塞和連桿的自由模態(tài)。本文所建的模型解決了前人在運(yùn)用板、殼等單元建立柴油機(jī)主要結(jié)構(gòu)有限元模型時(shí)遇到的如何協(xié)調(diào)精度和規(guī)模的難題。 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)是由許多復(fù)雜結(jié)構(gòu)形狀的零部件組成的系統(tǒng)，欲研究其整機(jī)性能，需要分析裝配部件的動(dòng)態(tài)特性。本文基于模態(tài)綜合理論分析了連桿組合結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，利用ANSYS中CMS(部件模態(tài)綜合)技術(shù)，建立起了連桿組合結(jié)構(gòu)的有限元模型，計(jì)算和分析了其自

3、由模態(tài)。然后，基于有限元邊界條件處理技術(shù)，建立了連桿、活塞組合結(jié)構(gòu)，曲軸、連桿組合結(jié)構(gòu)，以及曲軸、連桿與活塞組合結(jié)構(gòu)的有限元模性，計(jì)算和分析了組合結(jié)構(gòu)的自由模態(tài)。初步研究了組合結(jié)構(gòu)接合面的接觸處理方法。 結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性分析要求對(duì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行較為準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)描述，目前工程中主要利用有限元技術(shù)來(lái)建立理論計(jì)算模型。由于對(duì)結(jié)構(gòu)物理、幾何特性的假設(shè)和對(duì)結(jié)構(gòu)約束及聯(lián)接狀態(tài)等的簡(jiǎn)化，使得理論計(jì)算模型在模型結(jié)構(gòu)和模型階次以及模型參數(shù)等三個(gè)主要方面存

4、在誤差，其計(jì)算結(jié)果的精度是否可靠，這需要實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。本文根據(jù)模態(tài)試驗(yàn)理論搭建了模態(tài)試驗(yàn)系統(tǒng)，并結(jié)合科學(xué)計(jì)算軟件MATALB編制了一套頻域模態(tài)參數(shù)識(shí)別程序，從而獲取了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)主要零部件及其組合結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)。 最后，根據(jù)模態(tài)相關(guān)性原理，本文對(duì)理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果進(jìn)行相關(guān)性分析。兩者相關(guān)性分析結(jié)果的一致性，證明了本文所建立的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)主要零部件模型的正確性以及結(jié)合面接觸處理方法的合理性，從而為下一步的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力響應(yīng)分析、整