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。     

低噪声重型柴油机配气机构凸轮型线优化设计

凸轮型线设计对发动机性能及可靠性至关重要。针对某重型柴油机整机噪声大,测试表明其配气机构产生的机械噪声贡献量比较大,为降低配气机构噪声对其凸轮型线进行优化设计和动力学计算分析,仿真结果显示优化型线后凸轮与从动件最大接触力降低约20%,凸轮扭矩峰值降低约30%。通过噪声试验验证,优化凸轮型线后发动机外特性噪声降低1.5～2.5dBA,整机降噪效果明显。     

四缸汽油机配气机构进气凸轮型线的改进设计

针对某型四缸汽油机配气机构进行进气部分运动学和动力学分析,分析表明配气机构存在进气门跃度值偏大,进气凸轮与挺柱间的最大接触应力过大,气门落座力过大等缺陷。因此,对进气凸轮型线缓冲段和工作段重新设计,缓冲段选用简谐运动规律,工作段选用多项式动力学运动规律,进气凸轮型线工作段的设计参数对凸轮型线的形状和汽油机综合性能有很大的影响,进而以设计参数为变量对工作段进行正交试验设计,利用综合分析法对工作段的参数进行优化匹配,得到了新型凸轮型线。     

基于Matlab的凸轮型线设计与研究

凸轮型线是凸轮驱动从动件的运动曲线，它影响到凸轮机构的效率、精度以及寿命。本文基于Matlab开发工具，设计出一类高次多项式凸轮型线。研究表明该凸轮在高速工作时，减小了启动时的冲击力，降低了运动过程中的最大加速度，并满足运动过程中的运动学与动力学要求，为凸轮型线的设计提供了一种依据。     

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。     

面向参数化样机的凸轮动态优化方法研究

为解决在传统凸轮型线优化设计过程中,动力学模型简单、几何精度低、设计流程自动化程度低的问题,利用MSC.ADAMS平台的参数化建模技术,对设计流程重新进行组织和安排,提出面向参数化样机的凸轮动态优化方法。优化方法在考虑零件柔性的同时,大大提高了优化计算的几何精度及设计流程的自动化程度,计算寻优过程的效率和精度也有不同程度的提高。     

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MATLAB的高次多项式凸轮型线优化设计

动力凸轮型线的设计十分重要,以高次多项式凸轮型线为例,在基于丰满系数和磨损设计多目标函数情况下,利用MATLAB及其优化工具箱(optimization toolbox)对目标函数数学模型进行优化求解。应用MATLAB的优化函数提供的强大计算功能,确定了凸轮型线高次五项式函数中的系数,并能快速找到目标函数的优化值。显著提高了型线优化设计的速度和精度,还可根据实际情况灵活地调整权重系数W1和W2的值的大小,计算方便快捷。在与传统设计方法比较结果表明,经优化设计,提高了动力凸轮的丰满系数,降低了凸轮型线的磨损。     

基于AVL EXCITE Timing Drive的发动机配气凸轮型线优化

应用AVL EXCITE Timing Drive软件,建立配气机构运动学及动力学模型,对实测的进气凸轮升程曲线进行分析,优化了进气凸轮型线,并使凸轮的丰满系数得到改善,同时减轻气门落座的反跳现象。     

采用无凸轮式排气型线的发动机排气性能研究

为探究无凸轮式排气型线对某发动机排气性能的影响，建立某发动机一维仿真模型，在转速1200r/min，进气压力137kPa的工况条件下，对中低转速、中低负荷工况点下采用无凸轮式排气型线后发动机的排气性能进行了数值模拟。仿真结果表明：与原机相比，采用无凸轮式排气型线，排气时面值增大，总排气损失最小时所对应的排气早开角度减小；当缸内残余废气系数最低时，充量系数最大，正向排气量与循环进气量达到最大；采用无凸轮式排气型线，气门开启持续期缩短，排气性能得到改善。     

内燃机配气凸轮的计算机辅助设计

提出了一种凸轮计算机辅助设计的方法。在设计计算的同时，考虑了凸轮机构的运动学和动力学特性。根据设计所得的结果，提供可视化的计算结果表格，同时也提供了计算数据的转换接口，实现了配气凸轮机构的三维动画模拟，为进一步实现ＣＡＤ／ＣＡＭ的集成建立了基础。     

弧面分度凸轮机构的研究与展望

简要介绍了弧面分度凸轮机构的工作原理，并从几何学与运动学、动力学、制造、检测与误差分析等方面对弧面分度凸轮的研究进展进行了详细的阐述，对该机构的研究方向与重点进行了分析与展望。     

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.     

摆动滚子从动件盘形凸轮的自动化设计

在高精度凸轮的设计过程中,需要实现凸轮实际轮廓曲面的精确设计.解析法虽然可以精确计算出凸轮廓线上各点的坐标值,但要得到完整的凸轮实际轮廓曲面,需要手工编制复杂的程序,尤其是在摆动滚子推杆盘形凸轮的设计过程中,对于凸轮理论轮廓曲面的等距偏移曲面的编程更为复杂.因此以摆动从动件盘形凸轮机构为例,提出了利用解析法结合Pro/E软件的参数化设计功能进行凸轮实际轮廓曲面的精确自动化设计新方法.这一方法可以大幅度提高解析法设计凸轮实际轮廓曲面的效率,从而为解析法在凸轮机构设计方面的广泛应用奠定了基础.     

凸轮机构的机械动力学分析

随着现代制造业的发展,凸轮机构的运用越来越普遍,特别是在机械方面显得尤为突出[4].主要讲述了对于普通的单自由度的凸轮机构在实际运用中的一些动力学的基本问题进行简单的介绍,以及基于pro/e的凸轮机构的动力学仿真对凸轮机构在运动中的速度、位移以及加速度进行动力学仿真分析,再由仿真分析曲线图对凸轮进行有限元分析,从而由运动曲线图及凸轮轴的受力情况分析出,凸轮在运动过程中可能出现的危险截面在何处以及此时对应的凸轮的应力、应变、应变能量和形变的分析云图.     

凸轮机构中凸轮廓线设计的新方法

为确保从动件输出端的准确运动规律、减少高速运动时的冲击,建立凸轮机构的动力学系统模型和相应方程,导出从动件输出端的运动规律下凸轮与从动件接触处的运动规律,以此为依据设计了凸轮轮廓曲线,并讨论了机构工作频率对凸轮廓线的影响,为设计高速凸轮机构提供了可靠的依据。     

定轴转动凸轮机构多体系统运动分析

本文用多体系统动力学理论研究定轴转动凸轮机的运动规律，将作平动运动的主动构件和作定轴转动的从动构件简化为一定轴转动凸轮机构，寻求从动构件轮廓曲线为不同形状时主动构件和从动构件之间的运动关系式，建立起具有约束系统的定轴转动凸轮机构运动学和动力学运动方程的统一形式，并用经典的机构运动分析理论验证本文方法的正确性。     

变焦距镜头凸轮结构优化设计

变焦距镜头普遍采用机械补偿法来改变焦距,变焦凸轮是其实现连续变焦的关键。为了减小变焦距镜头的质量和体积,本文研究了用机械补偿方式改变变焦距镜头焦距的原理,采用NX/Nastran软件对变焦凸轮结构进行了仿真分析,并针对分析结果对变焦凸轮结构进行了优化设计。优化结果使变焦凸轮质量减小了88g,壁厚减小了1.5mm,外径尺寸减小了3mm。对优化后的变焦凸轮进行了模态分析和热分析。模态分析显示,凸轮主体一阶频率为50.3Hz;热分析显示,凸轮在90℃温差作用下变形大小为0.006mm。最后通过对光学传递函数的检测以及振动和高低温试验验证了仿真分析的正确性,表明对变焦凸轮的优化设计是成功的。     

弧面分度凸轮机构瞬态动力学分析

主要用于高速、高精度的步进进给、分度转位的弧面分度凸轮机构的动力学特性直接影响到其工作性能。首先通过联合使用Mathcad与Pro/E实现了该机构的参数化实体建模;然后在此实体模型基础上,根据瞬态动力学方程、接触强度理论以及有限元思想,建立了系统的瞬态动力学模型;最后再利用ANSYS-Workbench进行动力学分析,得出分度盘滚子与凸轮在不同时刻的表面接触应力、分度盘角位移、角速度、角加速度曲线,从而为弧面凸轮机构的设计、校核提供一种新思路。     

采用实际模型对自动齿轮箱凸轮作动器的效率和磨损的研究

本文研究自动齿轮箱凸轮作动器的效率和磨损,着重于接触动力学。采用罚函数方法仿真凸轮和从动杆间接触,该模型基于有限元与连续弹性基础梁理论近似。采用Hertz理论考虑凸轮和从动杆间相对运动时主要曲率的变化计算基础模量。为比较接触力和不同凸轮轮廓的磨损,该模型仿真概括了整个档位。