F168小汽油機(jī)機(jī)體振動(dòng)分析.pdf

1、發(fā)動(dòng)機(jī)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的應(yīng)用十分廣泛，隨著人們對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)噪聲要求的不斷提高，發(fā)動(dòng)機(jī)的減振降噪工作研究也日益受到重視。 本文以F168小汽油機(jī)為研究對(duì)象，系統(tǒng)完整地闡述了發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)振動(dòng)的計(jì)算機(jī)仿真分析過(guò)程。主要目的研究該發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)體振動(dòng)機(jī)理，并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)體振動(dòng)，為企業(yè)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)減振降噪，打破出口壁壘，提供參考和依據(jù)。同時(shí)，為發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)體振動(dòng)研究分析提供一個(gè)可行、可靠的思路和方法。 發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)相當(dāng)

2、復(fù)雜，可以看成一個(gè)多自由度振動(dòng)系統(tǒng)。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析可以得到主要階次模態(tài)參數(shù)，其中固有頻率和振型會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)和噪聲水平產(chǎn)生很大的影響，也是減振降噪工作的重點(diǎn)。通過(guò)分析該階振型，改變?cè)撾A模態(tài)的固有頻率、阻尼、剛度、質(zhì)量分配等，使結(jié)構(gòu)的固有頻率遠(yuǎn)離易振動(dòng)的區(qū)域，從而達(dá)到減振降噪的目的。另外，發(fā)動(dòng)機(jī)的模態(tài)分析不僅可以證實(shí)有限元模型的正確性，還為以后的結(jié)構(gòu)修改提供可靠的依據(jù)。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)的模態(tài)分析是發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)振動(dòng)分析研究中不可或

3、缺的重要一環(huán)。 眾所周知，有限元法的原理是將結(jié)構(gòu)離散為許多具有質(zhì)心和剛度的單元。但發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)有限元模型的離散單元數(shù)量非常大，增加了計(jì)算量和計(jì)算時(shí)間，還受到計(jì)算機(jī)硬件的限制。對(duì)此，本文采用了結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)中的矩陣縮聚和矩陣恢復(fù)算法。通過(guò)矩陣凝聚，縮減計(jì)算自由度，使模型自由度從幾萬(wàn)個(gè)減少到幾百個(gè)，節(jié)省了大量的分析時(shí)間，降低了對(duì)計(jì)算機(jī)硬件的要求。 從實(shí)踐可以知道，發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)主要是由于氣體爆發(fā)壓力、活塞對(duì)缸套的敲擊，配氣機(jī)構(gòu)、軸承

4、等運(yùn)動(dòng)件之間的機(jī)械碰撞所引起的，并通過(guò)缸蓋和活塞—連桿—曲軸—機(jī)體的途徑向外輻射噪聲。另外，為了更接近發(fā)動(dòng)機(jī)的真實(shí)工況，本文還考慮了曲軸、止推軸承、油膜阻尼等因素的影響。因而，發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)體振動(dòng)分析也是一個(gè)多體動(dòng)力學(xué)的問(wèn)題。本文將經(jīng)典的有限元方法和多體動(dòng)力學(xué)方法相結(jié)合，考慮結(jié)構(gòu)之間的非線性因素，較為全面地分析了發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)的動(dòng)態(tài)特性。 通過(guò)AVL/IMPRESS軟件平臺(tái)，本文主要求解了發(fā)動(dòng)機(jī)的表面振動(dòng)速度級(jí)，由此可以清楚直觀地了解發(fā)