小型發(fā)動(dòng)機(jī)平衡設(shè)計(jì)與模態(tài)分析及實(shí)驗(yàn).pdf

1、作為影響機(jī)械設(shè)備性能的主要因素之一，發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)問題一直困擾著使用者、制造商、研究人員等，如何控制發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)已經(jīng)逐漸成為人們的研究熱點(diǎn)。小型發(fā)動(dòng)機(jī)是一種常見的動(dòng)力機(jī)械，大多數(shù)小型發(fā)動(dòng)機(jī)是單缸機(jī)，所以其振動(dòng)問題就顯得更加突出。本文以企業(yè)1E48F小型二沖程汽油機(jī)的減振降噪研究為工程背景，分析單缸發(fā)動(dòng)機(jī)的不平衡振動(dòng)，并以該汽油機(jī)為例降低其不平衡振動(dòng)，建立發(fā)動(dòng)機(jī)有限元分析模型，對(duì)其主要零部件做模態(tài)分析，并用模態(tài)試驗(yàn)驗(yàn)證理論模型的可靠性，給出

2、減振意見，為小發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)研究及優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。
　　首先，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部平衡問題進(jìn)行研究，分析發(fā)動(dòng)機(jī)激振力，確定發(fā)動(dòng)機(jī)的主要激振源，如氣體壓力和曲柄連桿機(jī)構(gòu)的慣性力。著重分析發(fā)動(dòng)機(jī)的主要運(yùn)動(dòng)部件——曲柄連桿機(jī)構(gòu)，建立其數(shù)學(xué)分析模型，并對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，利用MATLAB軟件繪制曲柄連桿機(jī)構(gòu)的如運(yùn)動(dòng)位移、速度、加速度，以及往復(fù)慣性力、旋轉(zhuǎn)慣性力曲線圖，再以1E48F汽油機(jī)為實(shí)例，詳細(xì)分析并計(jì)算該發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況和所受

3、的不平衡力，最后根據(jù)單缸發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力平衡方法和該發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力分析結(jié)果，選擇適合的平衡方式，給出1E48F汽油機(jī)的平衡意見。
　　其次，根據(jù)該1E48F汽油機(jī)的樣機(jī)及相關(guān)數(shù)據(jù)，利用SolidWorks軟件建立該發(fā)動(dòng)機(jī)主要部分的三維實(shí)體圖，然后對(duì)模型進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化處理，建立有限元分析模型，利用有限元分析軟件ANSYS Workbench15.0對(duì)模型進(jìn)行自由狀態(tài)下的模態(tài)分析，得到振動(dòng)模態(tài)參數(shù)，如固有頻率和振型，并對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行分析。

4、r>　　最后，利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件，結(jié)合該發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)特性，設(shè)計(jì)出合適的實(shí)驗(yàn)方案，搭建適合該發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，利用YMC9800動(dòng)態(tài)信號(hào)采集與分析系統(tǒng)對(duì)理論模態(tài)分析部分所對(duì)應(yīng)的主要零部件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析，得到其實(shí)際的模態(tài)特性參數(shù)，與有限元分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，模態(tài)試驗(yàn)驗(yàn)證了所建立理論模型的可靠性，并結(jié)合理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，給出該發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)體零部件的修改意見。
　　通過小型發(fā)動(dòng)機(jī)平衡設(shè)計(jì)與模態(tài)分析及實(shí)驗(yàn)研究，本文在1E48F汽油機(jī)的減振研究