基于虛擬技術(shù)的柴油機(jī)機(jī)體低振動(dòng)設(shè)計(jì)研究.pdf

1、柴油機(jī)良好的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性以及排放特性使其在車輛上得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。然而，隨著柴油機(jī)功率密度的提高，柴油機(jī)的振動(dòng)變得劇烈，使其應(yīng)用范圍受到限制。論文結(jié)合多體動(dòng)力學(xué)分析、有限元分析及形貌優(yōu)化設(shè)計(jì)等方法，探討預(yù)測(cè)柴油機(jī)振動(dòng)水平的方法和降低柴油機(jī)整機(jī)振動(dòng)烈度的結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施。
　　 論文以某直列六缸柴油機(jī)為研究對(duì)象，首先，采用Pro/ENGINEER軟件，對(duì)柴油機(jī)主要零部件進(jìn)行裝配建模，分析柴油機(jī)仿真模型的幾何參數(shù)設(shè)計(jì)的合理性

2、。通過網(wǎng)格劃分建立主要零部件的有限元分析模型，由有限元模型得到曲軸、機(jī)體與氣缸蓋等的模態(tài)中性文件。對(duì)所建立的柔性體動(dòng)力學(xué)柴油機(jī)仿真模型施加正確約束與燃燒爆發(fā)壓力驅(qū)動(dòng)，通過機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)仿真分析得到運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)機(jī)體的主要機(jī)械激勵(lì)力，為有限元?jiǎng)恿憫?yīng)分析奠定基礎(chǔ)。
　　 其次，建立柴油機(jī)動(dòng)力響應(yīng)分析的有限元計(jì)算模型。對(duì)柴油機(jī)主要結(jié)構(gòu)部件機(jī)體和曲軸進(jìn)行有限元計(jì)算模態(tài)分析，實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析結(jié)果驗(yàn)證了有限元計(jì)算模態(tài)分析結(jié)果的正確性，也證明了所建立的

3、動(dòng)力響應(yīng)分析模型的有效性。通過合理施加邊界條件、燃燒爆發(fā)壓力載荷與機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析所得機(jī)械激勵(lì)力，采用有限元?jiǎng)恿憫?yīng)分析方法計(jì)算出柴油機(jī)表面振動(dòng)響應(yīng)量。柴油機(jī)整機(jī)振動(dòng)烈度測(cè)試結(jié)果表明了仿真分析結(jié)果的正確性，也表明了有限元?jiǎng)恿憫?yīng)分析方法在復(fù)雜的柴油機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)分析中的有效性。
　　 最后，以某直列四缸柴油機(jī)為研究對(duì)象，采用形貌優(yōu)化方法對(duì)該機(jī)體進(jìn)行了低振動(dòng)結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)，尤其以振動(dòng)較大的機(jī)體裙部為設(shè)計(jì)目標(biāo)。改進(jìn)設(shè)計(jì)前后的振動(dòng)烈度計(jì)算