基于CAD/CAE/CAM技术的曲柄连杆机构设计方法研究

探讨了基于CAD/CAE/CAM技术进行曲柄连杆机构设计的方法及其实现过程.首先进行实体建模和虚拟装配,得到曲轴连杆机构的分析模型;然后利用所建模型进行运动学和动力学仿真,并用动力学仿真得到的数据对连杆进行有限元分析;最后对连杆本体进行模拟加工.研究结果表明,在曲柄连杆机构设计中引入CAD/CAE/CAM技术可以大大缩短产品开发周期和节约开发费用.     

基于CAD/CAE/CAM技术的曲柄连杆机构设计方法研究

探讨了基于CAD/CAE/CAM技术进行曲柄连杆机构设计的方法及其实现过程。首先进行实体建模和虚拟装配,得到曲轴连杆机构的分析模型;然后利用所建模型进行运动学和动力学仿真,并用动力学仿真得到的数据对连杆进行有限元分析;最后对连杆本体进行模拟加工。研究结果表明,在曲柄连杆机构设计中引入CAD/CAE/CAM技术可以大大缩短产品开发周期和节约开发费用。     

某V6大功率柴油发动机曲轴刚柔耦合仿真分析

针对某V6大功率柴油发动机实际工作中连杆大头侧壁及曲拐侧壁磨损故障的分析,为准确全面的得到分析结果,在某大型V6柴油机曲柄连杆机构动力学分析过程中,对受交变载荷作用下的曲轴飞轮等主要零部件进行柔性化处理,对其曲柄连杆机构进行了刚柔耦合仿真分析计算,研究曲轴动应力状态,为发动机曲柄连杆机构动态应力研究及后续部件间刚度匹配及振动噪声研究提供依据。     

基于ADAMS的柴油机曲轴多体动力学仿真

以某多缸发动机曲轴为例,采用动力学分析软件ADAMS对曲轴-连杆-活塞机构进行多刚体动力学仿真;结合有限元软件MSC.Patran/Nastran,运用模态分析技术,得到曲轴固有频率及振型,对曲轴刚柔混合体模型进行柔体动力学仿真,得到曲轴动态应力分布变化,更真实地反映了曲轴的工作情况。     

曲柄连杆机构运动学分析

利用Pro-E建立发动机曲柄连杆机构各零部件的三维模型,同时利用Pro-E虚拟装配技术,按照发动机各零部件实际的装配状态进行装配。将装配好的模型导入到机构仿真模块中进行运动学的分析,通过分析得到了仿真的数据。文章分析了活塞组件、连杆组件相对于曲轴转角的运动规律,并在运动学的基础上研究了动力学的特性,同理论计算值进行了对比和校核,确认了仿真分析数据的可靠性。为曲柄连杆机构的优化设计和强度校核提供理论依据。     

柴油机曲柄连杆机构多体动力学仿真分析

基于多体系统动力学理论,实现对某柴油机曲柄连杆机构的动力学仿真分析,得到了活塞侧推力、曲柄销受力及主轴颈载荷等动力学参数。通过活塞侧推力和曲柄销受力的传统算法与现代算法的对比,证实基于现代算法的柴油机曲柄连杆机构的动力学仿真分析的方便性与先进性,并为此类型柴油机曲柄连杆机构的优化设计提供了依据。     

基于虚拟样机技术的柴油机曲柄连杆机构动力学仿真研究

基于虚拟样机技术及其支撑软件ADAMS及Pro/E和ANSYS,实现了对柴油机曲柄连杆机构的动力学仿真。通过多刚体系统动力学和多柔体动力学仿真柴油机的运行,获取了仿真模型的动力学特性数据,为柴油机曲柄连杆机构对机体的激励力的优化设计和有限元分析提供了参考依据。     

12VPA6舰用柴油机曲柄连杆机构冲击响应分析

以曲柄连杆机构为例,基于有限元和多刚体动力学模拟,提出了对于正常运转下的柴油机零部件进行冲击响应的计算方法。运用visual Nastran for desktop(VN4D)和Pro/E软件,采用“瞬时结构假定”,计算了机构部件的冲击响应。结果表明:连杆满足抗冲击要求,曲轴的临界冲击载荷约为10倍的重力加速度,柴油机需要进行抗冲击保护。     

连杆早期裂纹在线监测测点优选

在对连杆进行有限元力学分析的基础上,建立了发动机动力传递组件的多体动力学刚柔混合模型,计算了连杆在各种工况下可能测点的应力最大值在产生裂纹后应力变化的敏感度,得到了最适合作为衡量连杆受力状态的传感器布置点,为研究发动机连杆产生裂纹后的故障状态监测提供了参考。     

水平对置柴油机曲轴动应力及疲劳分析

现代发动机设计对功率密度提出更严酷的要求。在水平对置柴油机设计过程中,针对曲柄连杆机构的特殊结构形式,采用计算机辅助工程设计技术,利用运动学和动力学分析结果,基于Abaqus软件进行有限元动应力计算;分析不同时刻发动机的应力分布状况,同时根据所计算出的动应力谱进行疲劳分析,为曲轴优化设计提供重要依据。     

基于多体动力学的479Q发动机连杆载荷与强度分析

以479Q汽油机为研究对象,建立了曲轴、连杆和活塞的三维几何模型和多体动力学模型。载荷边界条件采用真实示功图和负载数据,得到了做功行程中作用于连杆两端的载荷谱。采用惯性释放技术计及惯性力对连杆应力的影响,计算得到了做功行程中任意时刻连杆的动态应力场。对静力计算方法和惯性释放方法进行了对比,后者得到的动态应力场更加接近真实情况。根据曲轴转速为2 000 r/min时的气缸压力测试曲线(最高燃烧压力4.6 MPa)和对应的发动机扭矩(165 N.m),计算得到连杆最大轴向载荷为26 kN,最大工作应力为259MPa。根据局部应力应变法,该工况下的寿命为2.941×1016转,连杆近似为无限寿命。     

基于多体动力学的柴油机动力学性能研究

基于多体动力学原理,对某型号柴油机的动力学性能进行研究,建立以曲轴和机体为柔性体,缸盖、连杆等为刚性体的刚柔耦合动力学模型。在柴油机各个部件之间根据实际运动关系建立约束,进行曲轴、机体的模态分析与整机的振动分析与模态分析,并对柴油机的振动特性给出总体评价。     

基于AVL Excite Designer的WD615柴油机曲轴轴承润滑性能研究

在分析柴油机曲柄连杆机构动力学行为和曲轴轴承的动态润滑的基础上,建立该系统的动力学与流体动力润滑耦合的动力学分析模型。利用AVL Excite Designer动力学分析软件,以WD615柴油机八平衡块曲轴为研究对象,通过对其主轴承和连杆轴承油膜压力进行计算分析研究,从而得出这种算法对柴油机曲轴轴承设计具有指导意义。     

基于柔体曲轴多体动力学的轴系扭振响应分析

以曲轴系统有限元分析为基础,通过建立由多个自由度组成的发动机刚柔耦合多体动力学系统模型,对构成主要柔性体的曲轴系统进行了扭振响应分析,获取系统动力响应的时间历程,对系统的动力品质和安全性做出了评价。然后通过一个新研制的测试装置对一台直列四缸柴油机曲轴自由端的扭转振动进行了实测。通过计算和实测结果的谐次分析比较,两者体现了较高的等同性,说明了刚柔耦合多体动力学模型的正确性。     

曲柄连杆机构多体系统动力学与油膜动力润滑耦合仿真研究

笔者针对某柴油发动机的曲柄连杆机构系统,使用adams中的engine模块,引入柔性的液压轴承,建立了曲柄连杆机构柔性多体系统动力学与油膜动力润滑的耦合模型,进行了忽略油膜动力润滑和考虑系统动力学与油膜动力润滑耦合两种情况下的仿真分析,并对仿真结果进行了比较。而且进一步得到了曲轴轴心轨迹曲线,最小油膜厚度等参数,为后续内燃机整机噪声分析和预测,提供更为准确的边界条件。     

柴油机曲轴轴系非线性振动特性的数值研究

考虑了轴系的变转动惯量、活塞与气缸间的非线性干摩擦和非线性弹性恢复力等因素,建立了柴油机轴系非线性动力学模型.利用数值积分法研究了非线性阻尼和转速等参数对柴油机轴系系统响应的影响.通过系统响应的时域波形图、幅值谱图、相轨迹图,分析了曲轴轴系的周期、拟周期、混沌等复杂的非线性动力学现象.结果表明:变转动惯量和活塞与气缸间的非线性干摩擦对发动机曲轴系统的非线性振动行为具有较大的影响.     

4105柴油机曲轴系自由模态及受迫振动分析

使用模态综合法,在Adams中建立刚柔混合的4105柴油机多体动力学模型,对曲轴系进行自由模态和受迫振动研究,通过受迫振动活塞侧向加速度和曲轴位移、位移速度等分析,探讨了曲轴运行状态下的扭振响应特性.结果表明,4105柴油机曲轴自由模态振型主要以弯曲变形为主,在2079 r·min-1、1882 r·min-1两个转速会产生共振,共振时刻4个气缸活塞侧向加速度同时达到峰值,而曲轴的位移、位移速度、应变能也同时达到峰值.     

喷油矢量对柴油机曲轴扭振影响的机理

采用基于集中质量法的GT-SUITE软件,建立8,V2015柴油机曲轴系统动力学与性能协同仿真模型,并对其进行必要的试验标定.开展喷油矢量对柴油机曲轴扭振的影响机理的仿真研究,并以干扰力矩矢量和这一扭振能量衡量指标进行验证.结果表明,调节气缸循环喷油量影响发动机激励力矩低频段幅值,调整喷油提前角则主要影响中高频段的幅值和相位.激励力矩的影响机理可用来抑制曲轴扭振,不同喷油矢量的调节方案表明扭振抑制的有效性,其中减振器惯性体端5.5谐次的扭转角位移幅值降低21.2%;干扰力矩矢量和与扭转角位移的变化趋势一致,可作为扭振强弱的衡量指标以及扭振抑制的优化目标.