曲軸系多柔體動力學與動力潤滑耦合分析.pdf

1、曲軸是發(fā)動機重要構成部件之一，在工作中承受交變的沖擊載荷，工作狀況惡劣。曲軸的工作性能直接影響著發(fā)動機的使用壽命和工作可靠性，而主軸承受載情況和動力潤滑狀況對曲軸工作性能的影響尤為顯著。因此，對發(fā)動機曲軸系進行主軸承載荷和動力潤滑研究具有重要意義。
　　 采用有限元法和多體動力學相結合的方法創(chuàng)建曲軸系多體模型，然后對曲軸系進行多體仿真研究。首先，本文基于LMS Virtual.Lab Motion軟件建立曲軸系多剛體動力學模型，

2、進行動力學仿真研究，通過活塞的位移、速度和加速度曲線等仿真結果，證明了多體動力學模型的正確性。運用有限元網格劃分軟件Hypermesh對曲軸進行網格劃分，導出BDF格式的柔性體文件，把剛體模型中的曲軸替換為柔體，通過Motion軟件驅動Nastran計算曲軸的Craig-Bampton模態(tài)，最后調用模態(tài)文件創(chuàng)建曲軸系剛柔混合多體模型。通過剛柔耦合多體模型的仿真結果，對比分析了曲軸系剛性體模型和剛柔混合模型的主軸載荷，找到主軸承載荷的變化

3、特性。
　　 其次，對曲軸系進行主軸承潤滑仿真計算，提取兩個工作循環(huán)的最小油膜厚度、最大油膜壓力、軸心軌跡和摩擦功耗等仿真數據，進行軸承潤滑性能分析。截取連續(xù)時間點的油膜壓力分布云圖，對比不同時間點油膜壓力分布的變化，分析曲軸傾斜對油膜潤滑性能的影響。通過對比剛性曲軸和柔性曲軸軸承潤滑特性的變化，說明進行曲軸系多體動力學與動力潤滑耦合仿真分析時考慮曲軸彈性變形是必要的。
　　 最后，探討了不同軸承間隙和潤滑油壓力對軸承潤