发动曲轴系统扭转振动建模与实测分析

建立了发动机曲轴系统扭转振动的集总参数模型,讨论集总参数模型中各个自由度转动惯量、刚度和阻尼系数的确定方法。利用集总参数模型计算分析曲轴系统的固有频率和在气缸压力的作用下曲轴前端的扭振。实验测试了一发动机曲轴系统的扭振,并与计算结果进行了对比分析。结果表明,曲轴系统的固有频率和曲轴前端扭振的计算结果与实测结果较为一致,证明了建立的模型和模型参数确定方法的正确性。曲轴扭振的建模方法和模型参数的确定方法可用于曲轴前端扭转减振器的设计。     

曲轴轴系的扭转振动计算

以一款自主研制的CFA系列压缩机的曲轴为例,介绍如何把实际的曲轴扭振系统换算成当量系统,如何进行曲轴轴系的扭转振动计算。     

装多级扭转减振器的发动机曲轴系统扭振分析

对装有n级橡胶阻尼式扭转减振器的发动机曲轴系统,建立其扭振分析的通程化模型。该模型适用于任意气缸数的发动机(V型或直列)曲轴系统。以优化参数的单级、两级并联和两级串联扭转减振器为例,对装有优化参数的减振器的发动机曲轴扭振进行计算比对,分析各减振器对发动机曲轴扭振的影响。计算结果表明,以控制曲轴在单简谐激励下各共振峰最小为优化目标选定的减振器,需要经过在实际发动机激励下进行强迫扭转振动分析验证后,方能实现最优选择。     

汽车发动机曲轴减振器

汽车发动机曲轴是一个非常重要的部件，它的制造工艺复杂，质量要求高。当发动机工作时，曲轴的振动主要为扭转方向的振动，同时弯曲方向也可能产生振动。如何减小曲轴的振动，是发动机曲轴设计的重要内容之一。减少曲轴振动的常用手段是在曲轴前端安装减振器。目前在汽车发动机曲轴系统中广泛应用的是橡胶阻尼式单级扭转减振器，其阻尼值偏小，常常达不到曲轴系统的减振要求。本文介绍了当令在国外发动机中应用较多的若干复杂结构形式的汽车发动机曲轴减振器，     

基于有限单元法发动机曲轴橡胶扭转减振器分析

发动机曲轴轴系扭转振动不仅影响整机的运行安全,也是NVH分析的重要内容。针对某直列四缸发动机曲轴轴系进行研究,采用多种方法对扭转振动特性进行分析,分为自由振动、约束模态、激励强迫谐振等工况;在此分析的基础上,对橡胶减振器的性能参数和结构参数进行分析设计,并对安装扭转减振器后,曲轴轴系的扭转振动幅频特性进行分析,以检验减振效果。结果可知：理论分析、有限元模型分析表明,曲轴轴系扭转振动的前三阶固有频率为阶次328Hz、789Hz、2029Hz;有限元分析结果略大,但二者数值基本一致;在发动机轴系的二阶自振频率值处出现了较大的共振振幅;在主谐次下出现的最大振幅值要比次主谐次下的大一个数量级;加装扭振减振器的曲轴轴系,无论是主谐次激振力矩还是次主谐次激振力矩下,振幅值在二阶自振频率附近处都已经基本消失;而二阶振幅的最大值处虽然改变位置,最大幅值下降程度也很明显;表明扭转减振器的减振效果比较明显,为此类设计提供参考。     

4105柴油机曲轴扭转振动与减振器匹配研究

利用软件EXCITE-designer对柴油机4105曲轴进行数学建模,建立了基于集中质量-弹簧-阻尼的系统模型,获得了曲轴扭转振动的自由振动频率和振型,计算了曲轴的强迫振动;分析了减振器的惯性块惯量对谐次波的影响,匹配了减振器。结果表明,柴油机在2 560,2 735和3 125 r/min附近转速下发生了较大的扭转共振;随着减振器惯性块惯量ID的增大,各谐次波的临界转速逐渐减小,匹配减振器后大幅降低了曲轴的扭转振幅,表明所设计减振器有较好效果。     

动车牵引驱动轴系的扭转振动特性分析

动车牵引驱动轴系的扭转振动是影响高速列车运行平顺性和安全可靠性的关键问题之一。着眼于某型动车的牵引驱动轴系,在简要介绍其组成和结构特点的基础上,通过合理的简化和等效措施构建了该牵引驱动轴系的一个具有5个转动惯量和4个扭转刚度系数的集总参数模型;然后,在考虑主从动齿轮啮合关系的基础上,采用刚度影响系数法建立了该集总模型的无阻尼自由振动方程;最后,在MATLAB中编制程序并求解了该牵引驱动轴系的扭转固有频率和振型。在集总参数模型振动方程的基础上,利用MATLAB/Simulink建立了相应的力学仿真模型,计算得到了牵引驱动轴系的扭转加速度和位移伯德图,并通过频响峰值频率验证了集总模型振动方程固有频率求解的正确性。算例结果表明,构建的集总参数模型能有效地模拟动车牵引驱动轴系的扭转振动特性;牵引驱动轴系的扭转共振和疲劳问题主要存在于轴系主动侧。研究工作为进一步开展动车牵引驱动轴系的动态化设计与优化夯实了研究基础。     

高功率密度柴油机曲轴三维耦合振动特性研究

针对柴油机强化过程中曲轴三维振动的耦合现象难以准确预测的问题,根据曲轴动力学和简谐分析理论,建立12V150柴油机曲轴振动模型,分析三维耦合现象与机理,并探究安装扭转减振器对三维耦合振动的影响。结果表明:在较强谐次3、4.5次时扭振幅值较大,弯曲振动在较宽频率范围内出现峰值,多个谐次的扭振和弯振会引起同频或倍频轴振;相邻轴颈间的三维振动存在耦合关系;安装扭转减振器对扭转振动控制作用明显,多个主要谐次的弯曲、轴向振动幅值降低,低转速时竖直弯振和轴振反而增大。主要工作转速范围和三维振动耦合作用在柴油机强化设计阶段时应重点考虑。     

应用最优经典设计法设计曲轴扭转减振器

发动机曲轴系统的扭转振动是引发发动机振动造成断裂的重要因素,以某30T工程车辆直列四缸发动机曲轴轴系作为研究对象,建立曲轴轴系的ANSYS有限单元模型,基于模型分析轴系的扭转振动的固有振动和强迫振动特性,获得常用转速范围内的主谐次与次主谐次及对应发动机转速,结合最优经典设计方法对曲轴扭转减振器的参数进行设计,基于有限单元模型验证不同工况下减振器的减振效果;结果表明所设计减振器减振效果良好,为同类车辆发动机曲轴系统的扭转振动分析、扭转减振器的设计及分析提供参考。     

内燃机轴系扭转振动综述

根据目前内燃机发展趋势,确定了内燃机振动在内燃机设计中的重要地位。然后总结出内燃机轴系振动的形式,同时评析了内燃机轴系振动的力学模型、分析计算方法及近年来的最新研究动态。     

某直升机传动系统旋翼轴扭振计算及优化设计

直升机传动系统旋翼轴系振动是影响其运行可靠性的重要因素,为了提高某共轴反转双旋翼传动系统旋翼轴系扭振安全裕度,在考虑轻量化设计的前提下,通过改变轴段直径尺寸或改变激励频率,使得扭振固有频率与激励频率错开,达到避免共振的目的,实现了轴系扭振调频的优化设计。优化后的轴系扭振安全裕度达到10%以上,扭振特性得到了有效改善。其计算与优化方法对直升机传动系统旋翼轴系的改进设计具有一定的指导意义。     

迷宫往复式压缩机曲轴扭振分析研究

迷宫密封往复压缩机是一种新型压缩机,以其压缩和输送洁净气体,广泛的应用于国民经济的各部门。曲轴是往复式压缩机的主要运动部件,其结构参数在很大程度上决定并影响了压缩机的可靠性及工作寿命。以6M50型往复压缩机为分析对象,利用三维建模软件Pro/E对其进行轴系建模,随后将其导入ANSYS中,建立相应的约束,并施加载荷,然后对其进行静力分析、模态分析。结果表明,该分析技术可以全面系统地分析轴系各项动力特性,可以直观准确地获得轴系不同部位、不同时刻的应力分布,为大型往复压缩机轴系设计提供可靠的理论依据。     

轴盘系统扭振固有频率的精确计算

把带有圆盘的轴分为若干段,对圆盘厚度范围段,可视为一特殊的段,在这一段内,不考虑圆盘的变形,截面极惯性矩就等于轴的截面极惯性矩,转动惯量为轴和盘转动惯量之和。每一段的扭振方程可精确求出,然后,根据边界条件和连续条件可将扭振固有频率计算出来。     

基于JSP的多节点多分支扭转振动系统远程计算的实现方法

本文介绍了一种基于JSP的多节点多分支扭转振动系统远程计算的实现方法,这种方法简化了一般的远程计算的系统结构,使系统用两层就可以实现。服务器端由JSP来负责网络服务和远程计算,客户端使用了一种直接在网页上作图的方法,实现了一种结构简单、适用性强的远程计算的模式。     

发动机曲轴轴系扭振技术研究的方法分析

曲轴扭振对发动机NVH性能有着重要的影响,它在发动机设计中具有重要地位。总结了发动机振动的类型、曲轴扭振的产生原因及其产生的危害,同时评述了发动机轴系扭振研究的力学模型、计算方法的优点及不足。最后,提出将有限元和多体动力学相结合来研究发动机曲轴扭振是其较好的方法以及非线性振动是人们需要研究的重要问题。     

三缸机传动系扭振试验研究和仿真分析

动力总成的传动系统扭振问题一直是汽车噪声、振动和声振粗糙度(noise,vibration and harshness,简称NVH)领域研究的热点和难点,针对某型三缸机中型多用途汽车(multi-purpose vehicles,简称MPV)高挡位低转速加速时车内振动和噪声问题,基于半消声室转鼓客观测试试验,运用传递路径分析方法,建立了传动系路径激励的识别方法。针对该三缸机动力总成,建立六自由度三缸机传动系扭振集总参数动力学模型,利用Matlab-Simulink软件进行仿真分析,实现了传动系扭振的准确预测和传动系扭振关键参数的分析。研究发现,传动系扭振受到发动机燃烧扭矩、发动机转速、传动系转动惯量和扭转刚度的影响显著,提出的传动系扭振前期开发策略为整车NVH性能的开发奠定了基础。     

随机振动动力吸振器参数的最优设计

对主振动系统分别受外力激励和基础激励的随机振动动力吸振器进行分析比较色主质量位移方差最小作为优化目标,同时考虑吸振器本身位移的许用范围,提出了两类基于随机振动的动力吸振器最优参数的计算公式。通过算例分析,吸振效果明显,证明所给公式是有效的,这对动力吸振器的优化设计和使用造反具有理论指导意义。