可變壓縮比活塞的力學(xué)仿真研究.pdf

1、VCR(Variable Compression Ratio，可變壓縮比)技術(shù)能夠有效改善發(fā)動(dòng)機(jī)的低負(fù)荷性能。本文針對(duì)一種VCR活塞技術(shù)方案，利用動(dòng)力學(xué)仿真軟件ADAMS及有限元分析軟件ANSYS聯(lián)合建立了VCR活塞的三維動(dòng)力學(xué)仿真模型，確定了VCR活塞模型的邊界條件。VCR活塞靜態(tài)模擬試驗(yàn)和VCR活塞動(dòng)態(tài)響應(yīng)模擬試驗(yàn)對(duì)比驗(yàn)證了VCR活塞的動(dòng)力學(xué)仿真模型，完成了多方案的VCR活塞的動(dòng)力學(xué)仿真計(jì)算分析，仿真計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證了所研究的VCR技術(shù)

2、方案的可行性。
　　 在VCR活塞的動(dòng)力學(xué)仿真過程中，基于ADAMS模擬了機(jī)構(gòu)各部件之間剛體受力位移，利用有限元軟件ANSYS建立了碟形彈簧的3D柔性體模型，模擬碟形彈簧與鋼球的接觸，并考慮了接觸點(diǎn)變化對(duì)剛度的影響。VCR活塞仿真模型采用ADAMS耦合ANSYS求解，能夠更為真實(shí)的反映VCR活塞機(jī)構(gòu)的實(shí)際工作狀況。提出了一種新的建模方法，能夠在ADAMS和ANSYS耦合求解中處理軸對(duì)稱問題。
　　 根據(jù)VCR活塞機(jī)構(gòu)中各

3、零部件的實(shí)際裝配關(guān)系和空間位置，在ADAMS中定義了整體結(jié)構(gòu)的約束和各零部件之間接觸關(guān)系。接觸參數(shù)根據(jù)材料性質(zhì)、接觸狀態(tài)設(shè)置，為了驗(yàn)證VCR活塞仿真模型的正確性，根據(jù)靜態(tài)模擬試驗(yàn)和動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)的試驗(yàn)條件建立了對(duì)應(yīng)的力學(xué)邊界條件，為了仿真VCR機(jī)構(gòu)在發(fā)動(dòng)機(jī)中的工作狀況，建立了發(fā)動(dòng)機(jī)的力學(xué)邊界條件。
　　 靜態(tài)模擬試驗(yàn)采用液壓式萬能試驗(yàn)機(jī)對(duì)各種結(jié)構(gòu)方案的實(shí)際VCR機(jī)構(gòu)和彈性元件施加靜力載荷，動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)利用MTS試驗(yàn)機(jī)對(duì)實(shí)際VCR機(jī)