內(nèi)燃機(jī)零部件結(jié)構(gòu)變形的模態(tài)分析研究.pdf

1、內(nèi)燃機(jī)的主要零部件多處在重載、高速的狀態(tài)下工作，承受著復(fù)雜的動(dòng)靜載荷。為了使結(jié)構(gòu)既穩(wěn)定可靠，又重量輕、振動(dòng)噪聲小，除了對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度及靜剛度的設(shè)計(jì)外，還必須進(jìn)行動(dòng)特性、動(dòng)應(yīng)力、疲勞、振動(dòng)、噪聲等方面的研究。過(guò)去在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或修改時(shí)，主要靠經(jīng)驗(yàn)，哪個(gè)部位損壞就在哪里采取措施，哪個(gè)零件振裂就加固哪個(gè)零件。這種辦法有一定的盲目性，不僅會(huì)使自重增加，而且也沒(méi)有從根本上解決問(wèn)題。 模態(tài)分析方法為內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性分析優(yōu)化提供了有效的手段

2、，該方法通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)施加激勵(lì)，研究結(jié)構(gòu)系統(tǒng)各處響應(yīng)信號(hào)與激勵(lì)信號(hào)之間的關(guān)系，通過(guò)參數(shù)識(shí)別，計(jì)算出結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的各階固有頻率、模態(tài)振型等參數(shù)，暴露出結(jié)構(gòu)存在的問(wèn)題，可以對(duì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的振動(dòng)性能進(jìn)行評(píng)價(jià)和預(yù)估，為其動(dòng)態(tài)特性的優(yōu)化設(shè)計(jì)指明方向。 國(guó)外一些機(jī)構(gòu)正在研究這一技術(shù)，編輯了一些軟件，使利用模態(tài)分析技術(shù)研究結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性成為可能，目前已在航空航天及其他工程領(lǐng)域中應(yīng)用。但這些軟件在輸入輸出方式以及工程應(yīng)用等方面還有一定的缺陷，而且程序永久

3、加密，價(jià)格非常昂貴，不利國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)應(yīng)用。國(guó)內(nèi)九十年代左右，幾所高校開(kāi)始這方面的研究，許多工作僅限于分析方法及理論上的探討，對(duì)其在實(shí)際工程中的應(yīng)用缺乏深入的研究，尤其在內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中還很少得到應(yīng)用。 本課題設(shè)計(jì)配置了一套較為完善的試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析系統(tǒng)，滿足內(nèi)燃機(jī)零部件及其它機(jī)械結(jié)構(gòu)試驗(yàn)分析的需要。該系統(tǒng)采用力錘或激振器對(duì)試件進(jìn)行激勵(lì)，采用先進(jìn)的測(cè)試儀器和比較成熟的頻域法進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和參數(shù)識(shí)別，通過(guò)測(cè)量分析結(jié)構(gòu)的模態(tài)頻率、振型等模態(tài)參

4、數(shù)，研究結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性。 用該系統(tǒng)對(duì)SD1105柴油機(jī)機(jī)體進(jìn)行了試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析，找出了機(jī)體結(jié)構(gòu)存在的問(wèn)題，根據(jù)模態(tài)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)柴油機(jī)機(jī)體進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)，解決了機(jī)體斷裂問(wèn)題，使生產(chǎn)批量大幅度提高，同時(shí)使單臺(tái)機(jī)體重量減輕了1.5kg，為廠家贏得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。 該課題的研究成功，可為本行業(yè)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性優(yōu)化設(shè)計(jì)提供一種有效的方法，可大大縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)周期，節(jié)省人力物力，提高設(shè)計(jì)水平；可改善產(chǎn)品工作可靠性、降低能耗、減震降噪、預(yù)