發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸扭振仿真及振動(dòng)控制研究.pdf

1、發(fā)動(dòng)機(jī)作為主要的動(dòng)力機(jī)械之一，廣泛應(yīng)用于船舶、汽車、機(jī)車等交通工具和工程機(jī)械。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、可靠性要求的不斷提高，發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸系的工作條件也更加苛刻，其強(qiáng)度、振動(dòng)等問(wèn)題也因此變得更加突出和重要，并逐漸成為發(fā)動(dòng)機(jī)仿真分析和設(shè)計(jì)計(jì)算的重點(diǎn)和難點(diǎn)。傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)和分析方法難以滿足實(shí)際的設(shè)計(jì)需要。所以本文運(yùn)用三維建模技術(shù)、有限元法和多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真技術(shù)等先進(jìn)方法和技術(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)和扭振特性進(jìn)行仿真分析，并對(duì)扭振減振進(jìn)行了深入的

2、研究，具體的研究?jī)?nèi)容如下：
　　1、利用Catia軟件對(duì)曲軸系的主要零部件進(jìn)行了三維實(shí)體建模，其中包含曲軸、連桿、活塞、飛輪等，并完成了自底向上的虛擬裝配。并利用有限元軟件的模型分析功能確定了所建立實(shí)體模型的材料特征參數(shù)和質(zhì)量特征參數(shù)；然后將建立的的三維實(shí)體模型體導(dǎo)入到ADAMS軟件里，并且在零部件間施加適當(dāng)?shù)募s束，最終得到多剛體動(dòng)力學(xué)分析模型。
　　2、利用有限元分析理論，研究了兩種發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪不同處理方式對(duì)整體動(dòng)態(tài)性能和曲

3、軸軸系柔性化處理結(jié)果的影響。即在Ansys workbench軟件中建立發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸軸系的有限元模型，包含飛輪質(zhì)量單元的軸系有限元模型和包含飛輪實(shí)體有限元模型的軸系有限元模型，在分別對(duì)這兩種有限元模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性分析的基礎(chǔ)上，對(duì)比分析了采用飛輪質(zhì)量單元和飛輪實(shí)體單元對(duì)整體動(dòng)態(tài)性能的影響。
　　3、在Adams軟件中將剛性體發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸替換為柔性體發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸，得到發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的剛?cè)峄旌夏Ｐ?。?duì)剛?cè)峄旌夏Ｐ瓦M(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真分析，在獲

4、得活塞的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性曲線和曲柄銷、活塞銷等零部件的動(dòng)力學(xué)特性曲線的基礎(chǔ)上，進(jìn)而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了分析與評(píng)價(jià)。
　　4、利用Ansys Workbench軟件和Adams軟件對(duì)曲軸軸系在不同轉(zhuǎn)速工況下進(jìn)行了強(qiáng)迫扭轉(zhuǎn)振動(dòng)仿真分析，得出曲軸自由端和飛輪端的扭振時(shí)域響應(yīng)和頻域響應(yīng)。進(jìn)一步對(duì)時(shí)域響應(yīng)和頻域響應(yīng)進(jìn)行分析，結(jié)果表明曲軸會(huì)產(chǎn)生明顯的一階扭轉(zhuǎn)共振，應(yīng)當(dāng)予以重視。
　　5、深入研究了發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸扭轉(zhuǎn)振動(dòng)控制方法與