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基于多体动力学柴油机振动与曲轴疲劳网

收藏本文 2024-04-21 点赞:6417 浏览:20809 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:柴油机作为汽车、机车、工程机械、船舶等的基本动力装置,自二十世纪五十年代以来,其保有量在日益增加,人们对柴油机的性能要求也越来越高。随着柴油机强化指标的不断提升,部件工作条件的复杂化,柴油机产生的振动和噪声不足也逐渐被人们所重视。传统的柴油机降振减噪工作重点主要是放在各部件模型的精确化和激励力的确定上面,以期提升各部件动态响应的浅析精度,而对于柴油机整机结构的模态浅析和动态浅析探讨相对较少。所以,本论文基于多体动力学论述对某型号柴油机整机结构作详细的浅析,并对主要部件曲轴进行疲劳强度校核,探讨一条较为精确的柴油机动力学性能的评价策略。本论文选取某6缸柴油机作为探讨对象,运用有限元软件ANSYS于多体动力学浅析软件ADAMS建立柴油机的刚柔耦合多体动力学模型(曲轴、机体为柔性体;活塞,连杆等为刚体)。在ADAMS中进行柴油机整机的动态响应计算,并与主要部件曲轴和机体模态浅析结果作比较,并浅析了影响柴油机振动的主要因素。然后在曲轴模静力学浅析的基础上运用疲劳浅析软件FE-SAFE对曲轴在主要工况下的疲劳强度进行校核。计算结果表明,整机浅析更能准确反映柴油机的实际工作情况,同时说明本论文考察的柴油机动力学性能和曲轴的抗疲劳强度达到设计要求。通过上面陈述的工作及计算浅析可见,运用多体动力学论述能更准确反映出柴油机的实际工作情况并预测实际柴油机的动力学性能。有助于在柴油机研发历程中进一步提升研发效率、节约研发成本、提升产品性能。关键词:柴油机论文曲轴论文多体动力学论文刚柔耦合论文频响函数论文疲劳寿命论文

    摘要6-7

    Abstract7-10

    第一章 绪论10-16

    1.1 课题的提出及探讨作用10

    1.2 柴油机振动的探讨近况10-11

    1.3 曲轴疲劳的探讨近况11-12

    1.4 有限元法12-14

    1.5 本论文的探讨内容14-16

    第二章 多系统统动力学16-24

    2.1 多刚系统统动力学论述16-21

    2.1.1 多刚系统统动力学的进展及近况16-17

    2.1.2 多刚系统统动力学的探讨策略17-18

    2.1.3 多刚系统统动力学的论述基础18-21

    2.2 多柔系统统动力学进展及近况21-24

    第三章 柴油机的多体动力学建模24-37

    3.1 概述24

    3.2 连杆、活塞和缸盖的实体建模24-26

    3.3 曲轴和机体的网格划分及其柔性化26-35

    3.3.1 ADAMS/FLEX模块26-28

    3.3.2 利用ANSYS生成柔性体28-35

    3.3.2.1 机体的有限元模型生成及其模态浅析28-31

    3.3.2.2 曲轴的有限元模型生成及其模态浅析31-34

    3.3.2.3 生成模态中性文件34-35

    3.4 柴油机动力学计算模型的建立35-37

    第四章 柴油机的多体动力学仿真37-49

    4.1 概述37

    4.2 振动计算设置37-39

    4.2.1 定义输入输出通道和振动激励37-39

    4.2.2 定义阻尼39

    4.3 刚柔耦合动力学仿真39-49

    4.3.1 振动模型计算39-40

    4.3.2 模态浅析40-45

    4.3.3 谐响应浅析45-49

    第五章 疲劳论述基础49-52

    5.1 疲劳不足综述49-50

    5.1.1 疲劳不足的分类49

    5.1.2 疲劳的影响因素49-50

    5.2 抗疲劳设计策略50

    5.3 材料的S-N曲线50-51

    5.4 疲劳累计损伤论述51-52

    第六章 曲轴的疲劳可靠性浅析52-64

    6.1 疲劳软件ANSYS/FE-SAFE介绍52-53

    6.1.1 ANSYS/FE-SAFE介绍52

    6.1.2 ANSYS/FE-SAFE中的疲劳计算模型52-53

    6.2 曲轴的计算模型的建立53-56

    6.2.1 曲轴的几何模型53-54

    6.2.2 曲轴的有限元模型54

    6.2.3 曲轴载荷与边界条件54-56

    6.3 曲轴的静强度校核56-61

    6.4 曲轴的疲劳计算61-64

    6.4.1 曲轴的疲劳参数定义61-62

    6.4.2 曲轴载荷循环与疲劳算法62

    6.4.3 曲轴疲劳计算结果浅析62-64

    第七章 结论与展望64-65

    致谢65-66

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