发动机油底壳的模态试验及优化设计

以某轿车发动机油底壳为对象,通过混合建模方式(即简易力学模型与模态试验结合)对油底壳的动态特性进行研究,得到油底壳的模态频率和振型。根据分析结果提出对油底壳的结构优化措施,并对改进后的油底壳进行模态分析和声学验证,结果表明:改进后的油底壳由于增加了刚度,降低了模态频率密度,减少了发生共振的机会,油底壳辐射噪声对整机噪声贡献率明显降低。     

柴油机气缸体组件的试验模态分析

将试验模态分析技术应用于4113柴油机的动态分析，通过对4113柴油机气缸体组件的试验模态分析，得到气缸体组件的模态频率和振型参数，并对前6阶模态振型的结果进行分析，根据试验结果，找出气缸体组件的薄弱部位并为其结构的优化提出初步的改进意见。     

某型高速艇机有限元模态分析

为减少游艇上柴油机产生的振动,以某型艇用柴油机为研究对象,建立了柴油机的三维几何模型和有限元模型,并进行有限元模态分析和实验模态分析。通过对有限元模型进行模态计算获得柴油机振动系统的固有频率和主振型,并与实验模态分析结果进行对比。研究结果表明,前3阶的计算模态频率和实验模态频率的相对误差在3. 02%以内,表明计算模型及方法的选择是准确的。     

线性随机系统振动模态参数变异规律的研究

采用MonteCarlo随机有限元方法,对多自由度线性振动系统中由于结构参数的随机变异而引起的模态参数(模态频率、模态振型和模态阻尼比)变异的规律进行了研究.文中首次提出了相对均差系数的概念,应用相对均差系数和变异系数这两个无量纲量,从不同角度定量分析随机系统模态参数的变异性.数值试验结果表明,对于小阻尼比例模型,随着结构参数变异性的增大,系统模态频率均值单调变化,较低阶模态频率均值单调减小,高阶模态频率均值单调增加;模态阻尼比均值单调增加;第一阶模态振型相对均值系统的变化很小.一般地,结构参数的随机变异对模态振型均值的影响大于对模态频率、模态阻尼比均值的影响.     

流固耦合对油底壳振-声特性的影响研究

对于复合钢板油底壳进行了自由模态、约束模态以及流固耦合下湿模态的计算与试验,较高的一致性表明耦合模型是合理的.模态对比结果说明当油底壳盛油后,模态振型出现了变化,且整体模态频率降低.使用最小二乘法拟合了盛油前后油底壳的瑞利阻尼比例系数.结果表明润滑油对于复合钢板油底壳的阻尼影响不大.采用多体动力学计算了耦合与非耦合油底壳的振动响应,在整体幅值和变化趋势上与试验值较接近.耦合模型的振动响应在整体上略低于非耦合模型,但500 Hz前的振动峰值更突出,尤其在330 Hz附近.耦合模型在峰值频率和趋势上与试验值吻合得更好.进一步通过边界元法计算了两种油底壳模型的辐射噪声,结果显示考虑耦合后油底壳辐射声功率在3 000 Hz内显著下降,仅在333 Hz处有较高的峰值.      

基于AHP和模态分析的挖掘机柴油机降噪研究

针对某型液压挖掘机噪声大的现状,对其柴油机进行了噪声源的识别.由于工程机械噪声源十分复杂,单一的噪声源识别一般不能准确预测噪声源,因此本文采用将层次分析法(AHP)和模态分析相结合的噪声采集和识别方法.首先采用噪声测试仪获取挖掘机各转速下表面辐射噪声信号,综合考虑发动机各转速下对噪声的影响,依据测试结果运用AHP法找出对柴油机辐射噪声贡献度大的频率段;然后对柴油机主体组合结构进行了模态分析,找出与对柴油机表面辐射噪声贡献度大的频率段对应的模态振型;最后通过这些振型图确定出油底壳、汽缸盖罩和进气管道是主要的噪声源,采取降噪措施后柴油机噪声减小了1.5 dB左右.结果表明,本噪声源识别方法简单准确,可广泛应用于工程机械复杂声源的识别当中.     

强干扰环境中挖掘机噪声独立分量分析

为了确定挖掘机的噪声源,采用声学照相机对挖掘机噪声进行测试,并利用独立分量分析方法对测试噪声信号进行分离研究。根据测试环境存在强烈的背景噪声与回声干扰的特点,建立基于快速固定点独立分量频域复数算法的噪声分离模型,分析得到主要噪声源独立分量的主频率。为找到这些频率对应的零部件,利用Ansys软件对柴油机表面主要零部件进行振型模态分析,并将噪声测试方向上振型模态的共振频率与独立分量主频率进行对比。研究结果表明:利用独立分量频域复数算法能快速有效地分离含背景噪声和回声干扰的噪声信号;通过对比振型模态与独立分量主频率可找到机体、气缸盖、气门室盖等主要表面噪声辐射源。     

相关性在结构模态分析中的应用与研究

建立了充液管道模型，并进行了有限元模态分析，得到其固有频率以及相应的振型，并通过锤击试验得到试验模态频率及振型，对计算模态和试验模态进行振型相关性分析，验证了管道有限元模型，为充液管道动态设计提供依据。     

环形行波超声电机非工作模态的影响及检测

为了研究非工作模态振型对环形行波超声波电机运行性能的影响,在参考理想环形行波超声波电机接触模型的基础上,将相邻高阶模态振型与工作模态振型相结合,构建新的接触模型,并采用解析法推导非工作模态影响下的环形行波超声波电机的输出特性.结果表明:电源频率距离工作模态频率越远,非工作模态振型占比越高;相同预压力和负载情况下,非工作模态振型占比越高,转矩转速波动越厉害;轻载时预压力越大,转速转矩波动越大,重载时情况与轻载时相反.由理论和试验分析可知,非工作模态振型对电机输出的影响较大且比较复杂,研究成果有助于为环形行波超声波电机的控制方案设计提供有价值的参考.     

基于Rayleigh-Ritz法的复合材料薄壁圆柱壳热屈曲和热模态分析

摘要：热环境中的结构受热效应等的影响,结构刚度会发生变化,进而结构振动模态对几何参数、材料参数等的敏感性也会改变。针对纤维增强复合材料圆柱壳,建立能量方程,计入面内热载荷对圆柱壳做功,使用Rayleigh-Ritz法求解屈曲温度及振动频率等,使用有限元法验证了计算模型的准确性。重点关注了不同的几何参数、铺设角度及铺设方式下温度对圆柱壳的振型的影响。研究结果表明振动模态越接近屈曲模态,温度对频率的影响越大,且各阶振型的周向波数不同,温度对振动频率的影响也不同;圆柱壳越厚或越短,基频振型的周向波数越多;温度小于0.95倍屈曲温度时,温度增加基本不改变基频的振型,但接近屈曲温度时,在某些铺设角度下,某些振型的频率下降至低于原基频,发生振型跃迁。     

发动机曲轴的预负载计算模态分析法

曲轴作为柴油发动机的重要零部件,其静强度和动力学特性对发动机整体的使用寿命有着直接的和重要的影响.本文利用计算机辅助工程分析方法,对某型坦克柴油发动机的曲轴分别进行了考虑预应力作用的计算模态分析.采用考虑预负载的Lanczos修正法进行发动机曲轴的固有特性的计算,得出曲轴有限元模型的前20阶固有振动频率及其相应固有振型.同时,结合计算结果,分析了不同阶次固有特性对曲轴性能的影响情况,结果表明了EFGM算法的正确性和有效性.     

内燃机曲轴动态特性有限元分析及试验验证

曲轴作为内燃机设备中的关键零部件,对系统动态特性的影响至关重要．为此,以X6170ZC型柴油机曲轴为对象,利用有限元方法对其动态特性进行深入研究．首先研究系统固有频率、阻尼比和振型等动态特性参数的辨识方法;然后利用Pro／E创建曲轴的三维实体模型,并用有限元软件对该曲轴模型的模态参数进行计算;最后,用模态测试的方法验证了上述方法的有效性．结果表明,该有限元模型在一定频率范围内能够较好地表征物理模型的动态特性．     

降低柴油机噪声的措施及评价

对一台多缸柴油机进行噪声源识别及各种降噪措施和降噪效果的评价．通过表面振动识别,找到了噪声辐射的主要部件,并通过近场扫描加以验证．针对现有柴油机的燃烧状况,对供油提前角进行了调整,降低了燃烧噪声．通过加装扭振减振器,使得曲轴扭振明显减小,整机噪声下降了1．5 dB(A)．改进油底壳和加装橡胶减振垫使柴油机辐射噪声分别降低了0．85 dB(A)和0．4 dB(A)．综合以上各种方法,使得柴油机整机噪声水平降低了 2 dB(A),低于国家标准要求,说明所采取的降噪措施切实可行．     

车用柴油机振动信号的去噪声处理

针对柴油机振动信号的瞬时非线性特点,论述了车用柴油机振动信号处理理论与方法.采用柴油机振动信号的IMF分量进行特征频带识别,将柴油机振动信号经验模态分解,去掉主要干扰因素所对应的IMF分量,再将剩余IMF分量进行重构得到柴油机振动信号.重构后的信号反映了车用柴油机机身振动的真实信息.     

基于逆边界元法的内燃机噪声源识别方法

对内燃机复杂噪声源进行识别和排序是内燃机噪声控制的关键．基于逆边界元法（IBEM）的噪声源识别技术,利用边界元法建立了声场与结构表面振动速度之间的声学传递向量（ATV）．将常规的声压测量作为输入数据,在逆向数值计算方法的基础上能够精确地重构出结构表面法向振动速度,进而获得源面详细的振声特征信息．针对某轿车柴油机,测试了额定工况下近场144个场点声压,应用该方法在发火频率点处,重构出了柴油机表面法向振动速度分布．通过对比预测和实测声场点声压,验证了该方法的有效性．在噪声面板贡献量分析的基础上,对该柴油机各功能部件的噪声贡献量进行了排序,并得知额定工况下该柴油机的机体裙部是主要的噪声辐射部位．应用实例说明了该方法对复杂噪声源识别易于实施。具有更广的工程适应性．     

柴油机曲轴模态的三维有限元分析

对x2105C-l型柴油机曲轴在自由模态下的固有频率特性进行了有限元分析,所计算的模态包含了扭转振动、弯曲振动和纵向振动.对X2105C-1型柴油机曲轴而言,前三阶非零模态可能引起曲轴的共振.计算结果较为真实地反映了柴油机曲轴的固有频率特性,可为动态响应分析和结构动力修改提供了进一步分析的动力学模型.     

电站机组使用柴油/甲醇双燃料发动机试验

文章在不改变柴油电站机组原动机结构参数的情况下,设计了柴油/甲醇双燃料喷醇控制系统,采用组合燃烧方式,即低负荷时发动机仅燃用柴油,中等以上负荷燃用柴油与预混甲醇,试验了发动机的动力和排放性能。试验表明,在额定转速下,双燃料发动机与柴油机相比动力性有所提高,NOx和碳烟排放大为改善,调速性能也可满足机组要求。