柴油發(fā)動機主體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)動態(tài)特性研究.pdf

1、沈陽軍區(qū)某部隊與東北大學(xué)設(shè)備診斷工程中心聯(lián)合研制便攜式柴油發(fā)動機工作狀態(tài)監(jiān)測儀。作為該項目的子課題，本文對康明斯6BT5.9柴油發(fā)動機主體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的動態(tài)特性和試驗驗證進行了系統(tǒng)的研究，得出了理論計算和試驗結(jié)果相符的結(jié)論。
　　 本文首先總結(jié)了國內(nèi)外結(jié)構(gòu)動態(tài)特性分析的研究成果。基于結(jié)構(gòu)模態(tài)分析理論，從分析柴油機的組成和工作特點入手，系統(tǒng)地應(yīng)用了有限元技術(shù)，綜合考慮了提高計算精度和降低計算規(guī)模這個建模的根本問題，利用ANSYS軟件，

2、建立起了柴油發(fā)動機機體、缸蓋的有限元計算模型，并分別計算和分析了柴油發(fā)動機機體、缸蓋蓋的自由模態(tài)。本文所建的模型解決了前人在運用板、殼等單元建立柴油機主要結(jié)構(gòu)有限元模型時遇到的如何協(xié)調(diào)精度和規(guī)模的難題。
　　 柴油發(fā)動機是由許多復(fù)雜結(jié)構(gòu)形狀的零部件組成的系統(tǒng)，如何真實的模擬組合結(jié)構(gòu)的邊界條件，是近年來有限元分析的難點所在，傳統(tǒng)的方法在處理具有相對運動子結(jié)構(gòu)問題時還不夠理想，本文試圖在前人的基礎(chǔ)上找到一種能夠有效模擬組合結(jié)構(gòu)邊界條

3、件的方法，提出用偽材料方法法來處理具有相對運動的子結(jié)構(gòu)，有效的模擬了部件之間的相對運動關(guān)系，具有一定的參考價值。結(jié)構(gòu)動態(tài)特性分析要求對結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進行較為準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)描述，目前工程中主要利用有限元技術(shù)來建立理論計算模型。由于對結(jié)構(gòu)物理、幾何特性的假設(shè)和對結(jié)構(gòu)約束及聯(lián)接狀態(tài)等的簡化，使得理論計算模型在模型結(jié)構(gòu)和模型階次以及模型參數(shù)等三個主要方面存在誤差，其計算結(jié)果的精度是否可靠，這需要實驗驗證。本文根據(jù)模態(tài)試驗理論搭建了模態(tài)試驗系統(tǒng)，并結(jié)合科學(xué)

4、計算軟件MATALB編制了一套頻域模態(tài)參數(shù)識別程序，從而獲取了柴油發(fā)動機機體、缸蓋、及曲軸連桿組合結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)。
　　 根據(jù)模態(tài)相關(guān)性原理，本文對理論計算結(jié)果與實驗分析結(jié)果進行相關(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)動機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)動機動力響應(yīng)分析、整機的動態(tài)特性分析和柴油發(fā)動機故障診斷機理奠定了理論和實驗基礎(chǔ)。
　　 最后，本文就柴