凸轮型线优化模板设计及动力学特性预测

基于Pro／E平台的特征参数化技术和行为建模技术，开发了高次多项式凸轮型线优化设计模板，并运用该模板，对一台高速柴油机四气门双顶置凸轮轴凸轮型线进行了优化计算求解；生成了满足最大接触应力和避免飞脱的最大凸轮型线丰满系数的图形文件；对计算优化的结果，运用ADAMS／VIEW软件，进行了柔性多体动力学仿真分析，并对以往的配气机构的动力学模型进行了改进。     

柴油机高次方配气凸轮型线的动力学优化设计

本文基于单质量动力学模型,采用非线性规划法,对柴油机配气凸轮型线进行了以丰满系数为目标函数、以凸轮与挺柱间接触应力等为约束条件的动力学优化设计及探讨。文中选择了高次方凸轮,并以16V240ZJ柴油机为例,给出了详细的优化计算结果。     

基于改进型蚁群算法的内燃机配气凸轮机构型线动力学优化设计

针对内燃机配气机构工作时的振动、冲击和噪声问题,建立内燃机配气凸轮机构型线的动力学数学模型。对蚁群算法在内燃机配气凸轮机构型线参数优化设计进行详细分析,并对蚁群算法存在的容易陷入局部解问题,将蚁群算法和遗传算法进行有效地结合,使得改进后的蚁群算法能够高效率地对内燃机配气凸轮机构型线参数进行优化设计：运用改进型蚁群算法和Matlab语言,对内燃机配气凸轮机构型线数学模型进行仿真优化计算,与原设计相比,仿真结果表明,丰满系数提高,动态最大正加速度在上升段降低,在下降段增加,动态最大负加速度降低,使得系统动态速度和动态加速度趋于平稳,有效地减少了内燃机配气机构的冲击振动,提高了内燃机的动力性能。     

多目标优化设计在配气机构凸轮型线中的应用

分析了发动机配气机构凸轮型线设计要求和型线选择,建立了凸轮型线多目标优化数学模型,基于Matlab软件编制了凸轮型线进行多目标优化设计的程序。给出了计算实例,实例表明通过优化改善了挺柱运动的平滑性,提高了配气机构的性能。     

基于AVL/TYCON的非对称凸轮型线设计研究

利用配气机构模拟计算软件AVL/TYCON,在国内某具有液压挺柱的四缸汽油机的基础上,采用多项动力加速度函数、分段加速度函数和多项动力一分段加速度函数三种函数方法拟合非对称凸轮型线.将配有液压挺柱的配气机构当量成单质量运动模型,并结合其他参数,应用AVL软件模块建立AVL运动学模型,通过该模型计算出凸轮型线的位移和速度,并分析对比不同凸轮型线的丰满系数、跃度以及凸轮和液压挺住的最大接触应力.最后,建立动力学模型,分析气门和气门座的耐久性.     

基于Biharmonic样条插值的轴流式止回阀阀芯型线设计

采用椭圆簇法,以轴流式止回阀阀芯中阀瓣型线和导流罩型线的丰满系数为设计变量,进行组合优化设计。由均匀试验设计获得8组方案,为了提高插值精度和可靠性同时补充8组试验结果,数值试验后由Biharmonic样条插值获得阀瓣丰满系数和导流罩的丰满系数最优组合,最终得到压力损失最小的阀瓣型线和导流罩型线。结果表明:由Biharmonic样条插值获得的阀瓣型线丰满系数为0.574,导流罩型线丰满系数为0.986,数值试验得到理论最小压降值为524.06 Pa,流阻系数为0.26。对最小压降值对应阀瓣和导流罩型线组合进行数值模拟验证,得出仿真结果为525.50 Pa,误差为0.27%。对比优化前轴流式止回阀的流阻系数1.73,优化后轴流式止回阀流阻系数比优化前降低了84.97%,减阻明显。     

基于MATLAB汽车发动机配气凸轮的型线设计与接触应力分析

在汽车发动机配气凸轮的型线设计过程中,通过选用合适型线函数,设定预期从动件运动边界条件,推导凸轮接触应力计算公式,进而通过MATLAB编程,可生成预设的从动件升程、速度、加速度和凸轮接触应力曲线。文中所涉及的MATLAB程序以期快速完成凸轮设计和分析凸轮接触应力为目的,应用此方法可显著提高配气凸轮设计的速度和精度,并为凸轮机构的优化提供理论依据。     

配气凸轮轮廓曲线设计的多目标函数建模

配气凸轮机构是发动机的重要部件,凸轮轮廓曲线的设计至关重要.为获得高的进排气效率,可建立以丰满系数为目标函数的数学模型;另外,基于凸轮机构的工作特点,表面磨损是它的主要失效形式,可依此建立第二目标函数.文中计论了配气凸轮机构中凸轮轮廓曲线的多目标函数数学建模问题.     

船用柴油机凸轮动态摩擦学分析及型线优化设计*

柴油机配气凸轮工作环境较为恶劣,工作过程中配合界面间载荷、速度及曲率半径等工况周期性变化,导致润滑接触条件苛刻,磨损情况恶劣。以某船用柴油机配气凸轮机构典型工况为算例,针对凸轮-挺柱常见的磨损问题,研究凸轮-挺柱动态接触特性;采用余弦-等速段和高次五项式对凸轮型线进行优化设计,并对凸轮-挺柱副动态接触及弹流润滑状态进行数值分析。结果表明:原凸轮磨损的原因是凸轮-挺柱副在运动周期内动态接触应力出现明显波动,最大值超过许用应力值;经型线优化设计后,凸轮-挺柱动态接触应力降到许用值以下,改善了动态接触特性,凸轮型线具有较好的润滑特性,运行过程中可保持较稳定的油膜润滑状态;凸轮转速和接触载荷的改变会直接影响凸轮-挺柱的润滑状态,尤其是随凸轮转速增大,润滑膜厚增大,压力减小,润滑接触状态明显改善。     

燃油喷射系统的设计支持系统研究和开发

提高了基于数据库、知识库和仿真技术的燃油射系统的设计过程，研究并实现了已知凸轮型线的凸轮性质仿真分析和已知离散值的凸轮型线高次多项式拟合，以动画技术再现喷射过程，研究并实现了基于约束的产品族设计和装配仿真，设计过程覆盖了从接受用户要求，初步设计、初步设计、计算校核、性能分析和调试全过程。     

基于虚拟技术的弧面分度凸轮机构研究

通过对弧面分度凸轮机构中各个坐标系的建立，利用齐次坐标变换推导出弧面分度凸轮的曲面方程，并基于MATLAB对凸轮曲面进行了数值计算，再将得到的曲面数据导入三维建模软件中进行建模，并根据空间啮合理论，利用ADAMS对凸轮机构进行了动力学分析，最后应用有限元软件MARC对分度盘与凸轮啮合处进行了应力分析，得到所设计的弧面分度凸轮机构的全面分析结果，为机构优化和制造提供了重要依据。     

Cam profile optimization for a new cam drive

A complex cam shape optimization problem is studied to optimize a unique cam mechanism for a new cam drive engine. First, the optimization problem is defined through analyzing the unique cam mechanism. Multiple design specifications are included in the optimization problem by defining the output torque of the engine as the objective function and the contact stress, radius of curvature, and pressure angle as the constraints. Second, an analytical scenario is designed to find the best ever cam profiles through manipulating the different combinations of cam profile representations and optimization methods. Two types of curve representations, including general polynomial spline and B-spline, are employed in cam profile synthesis. In addition, both a classical optimization technique and a genetic algorithm (GA) based method are applied to solve the complex optimization problem. Finally, comparative studies are performed among the initial profile and the optimal profiles to demonstrate the effectiveness of these proposed design approaches on solving the cam profile optimization problem. Results show that the best profiles are obtained from a combination of the B-spline representation and the GA-based method. In addition, compared to the initial design, the engine performance is improved greatly by the proposed optimization approaches.     

磨床用自定心中心架的机构设计与优化

设计了一种磨床用自定心中心架的原型机构,建立了自定心中心架的参数组合和平动凸轮的参数化模型。通过对机构的设计参数组合筛选,提出了机构的优化设计目标和优化函数,设计了优化的计算程序。在保证中心架的传力性能、夹持稳定性和夹持精度的前提下,对机构中平动凸轮的两个重要参数进行了优化,为磨床用高精度自定心中心架的设计提供了完整的设计方案。     

应用MATLAB设计柴油机七项式动力凸轮型线

基于单质量动力学模型,推导七项式动力凸轮型线的解析式,利用MATLAB语言编制出设计程序,并以具体的某高速柴油机为例,给出对称凸轮型线的设计结果.     

基于Matlab和Pro/E的凸轮轮廓曲线精确设计

通过对凸轮从动件运动规律的分析,确定凸轮机构从动件的运动方程式,结合MATLAB和Pro/E提出了对凸轮的参数化设计,在MATLAB编程环境下进行曲线模型的编制,生成符合Pro/E格式的.IBL文件,最后将数据导入Pro/E实现凸轮的三维建模,为凸轮轮廓设计提供一种简便的方法。     

避障小车转向系统的设计

设计了一种具有方向控制功能小车的转向系统.该小车在前行过程中能自动避开赛道上设置的等距障碍物.由于凸轮机构能实现复杂的运动规律,本设计采用凸轮机构完成小车的转向功能,通过MATLAB软件对凸轮轮廓曲线进行了拟合,并对导向杆运动规律进行了分析,结果表明本转向机构的设计是合理可行的.     

凸轮的快速优化方法

凸轮的轮廓曲线要求非常精密,工作环境多样,为了保证运动特性,凸轮不仅需要很高的精确度而且还需要很高的整体强度,所以凸轮的优化是非常必要的.介绍了利用MATLAB计算软件对不同运动要求的凸轮的基圆半径以及滚子半径进行优化设计,然后再利用CAXA系列CAD软件作图进行盘形凸轮的二维设计,再用CAXA导出的IGES文件导入P...     

滚子齿式凸轮分度机构优化设计的三维建模

论述了滚子齿式凸轮分度机构的工作原理及设计计算过程,要使几何特性和机构性能都处于良好的状态,必须进行机构设计参数的优化,并且使制造成本降到最低,将滚子圆柱面、凸轮与滚子的共轭接触和工作廓面作为目标函数,建立优化数学模型,并用C++语言编制程序生成曲面坐标点,用UG软件对滚子齿式凸轮进行三维建模,为滚子齿式凸轮分度机构的优化设计提供了便捷的手段,从而提高了设计质量和效率。