惯性力静力等效法计算误差的模拟研究

在计算柴油机曲柄连杆机构运动过程中的惯性力时,由于理论计算公式过于复杂,通常将曲柄连杆机构中的连杆和曲柄按静力等效的原则进行简化。这里用多体系统MBS（Muhi—Bodv System）动力学模拟方法,以S195柴油机为例研究了静力等效法计算曲柄连杆机构惯性力的误差。以期为单缸柴油机曲轴平衡块和辅助动平衡机构的设计提供依据。     

一种柴油机用无侧压传动机构运动特性研究

在一种传统S195柴油机结构基础上,基于内摆线形成原理,利用Solidwirks软件设计完成了行星齿轮内摆线传动机构实体模型.根据多体动力学理论,运用ADAMS建立了内摆线传动机构动力学仿真模型.并进一步与传统曲柄-连杆机构运动特性仿真对比.研究表明:行星齿轮内摆线传动活塞实现了简谐运动特性,基本消除了传统活塞侧压力的负面影响,能大大减少了活塞机械摩擦损失,改进了单缸柴油机NVH特性.研究内容在取代传统内燃机曲柄-连杆动力传动机构方面进行了有益探索,仿真分析结果为行星齿轮内摆线传动机构工程应用提供理论依据.     

可实现活塞无侧压的内摆线传动机构建模与仿真

根据内摆线形成原理,在一种S195柴油机结构基础上,利用实体设计Solidwirks软件,完成了行星齿轮内摆线传动机构实体模型设计,运用ADAMS建立了内摆线传动机构动力学仿真模型,并与传统曲柄-连杆机构运动特性仿真进行了对比.研究表明:行星齿轮内摆线传动实现了活塞简谐运动特性,基本消除了传统活塞倒压力的影响,大大减少了活塞机械摩擦损失,并改进了单缸柴油机NVH特性.在取代传统内燃机曲柄-连杆动力传动机构方面进行了有益探索,仿真分析结果为行星齿轮内摆线传动机构的工程应用提供了理论依据.     

柴油机动平衡问题的多体系统动力学仿真

如何确定曲柄连杆机构中平衡块的几何形状、质量特性参数以及辅助平衡装置的方案和参数，是柴油机设计人员需要考虑的主要问题之一。将三维CAD软件Pro-E和多体系统（MBS）动力学仿真软件Workingmodel 3D结合起来，建立了单缸柴油机曲柄连杆机构的多体系统动力学分析模型，并用该模型仿真研究了S195柴油机曲柄连杆机构在额定转速下的动平衡问题，为柴油机动平衡问题的分析计算及平衡装置的设计提供了一种新的方法。     

柴油机曲柄连杆机构动力学分析

应用ADAMS软件建立了采用铝基粉锻连杆的某柴油机曲柄连杆机构动力学模型,进行了典型工况的机构运动仿真,得到了活塞运动以及连杆受力等参数的变化规律,为研究采用铝基粉锻连杆对系统性能的影响和对连杆进行优化设计提供了依据.     

双曲柄机构的可视化研究与分析

建立了双曲柄机构的运动学方程,通过LabVIEW软件编程,设计了显示双曲柄机构输出构件运动参数和曲线的可视化界面,并实现了参数最大值和最小值的实时显示。分析了杆长参数对双曲柄机构运动数值的影响。结果表明,通过该设计界面可方便、快速得到双曲柄机构的运动特性曲线,掌握其运动规律。随着杆长参数的增加,从动曲柄角速度、角加速度最大值和最小值都递增或递减,机架参数的改变对双曲柄机构运动数值影响最为显著。为双曲柄机构的设计和动力学计算提供参考。     

曲柄连杆机构运动及动力特性分析

曲柄连杆机构在高温高压条件下作变速运动,因此它在工作中的受力极其复杂。本文针对柴油机曲柄连杆机构进行了运动和动力特性分析,得出了机构中主要零件的运动规律和所承受的力厦力矩。从而为设计曲柄连杆机构和减小发动机振动提供了重要的依据。     

曲柄连杆机构多刚体动力学仿真方法研究

以ADAMS/Engine为仿真平台,对柴油机不平衡的惯性载荷进行分析,建立其曲柄连杆机构的多刚体系统模型。通过多刚体系统动力学仿真,获取仿真模型的动力学特性数据,实现对柴油机曲柄连杆机构的动力学仿真。本方法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,运用多刚体动力学仿真成为对柴油机进行平衡分析和优化设计缩短柴油机研制周期行之有效的方法。     

基于MATLAB的单缸内燃机曲柄连杆机构动力分析

以MATLAB的动态仿真工具Simulink、SimMechanics为平台 ,建立了单缸内燃机曲柄连杆机构动力分析的仿真模型 ,设置各项参数后执行仿真 ,结果表明该仿真方法能方便、准确地得到机构的运动、动力数据 ,能为机构的选型、优化设计提供参考依据。     

含全运动副间隙的机构动力学特性研究

以曲柄滑块机构为研究对象,考虑机构除驱动转动副以外的所有运动副间隙,即剩余两处转动副间隙和滑块与轨道间移动副间隙,利用动力学分析软件ADAMS对机构进行动力学仿真分析,并将仿真结果与含有双转动副间隙的曲柄滑块机构动力学仿真结果进行对比,以确定全运动副间隙对机构动力学特性的影响。结果表明:与含双转动副间隙相比,全运动副间隙增加了机构震荡的次数,降低了机构的稳定性。在机构设计时要综合考虑机构除驱动运动副以外的所有运动副间隙以提高机构的动力学性能。     

基于SIMULINK的往复式交流液压系统的动态仿真

利用功率键合图建立了往复式交流液压系统的动态模型，给出了该系统的仿真模型，在SIMULINK环境下直接利用状态方程对系统的动态特性进行了仿真。结果表明，功率键合图和SIMULINK相结合是对液压系统动态特性进行仿真的一条捷径。     

约束活塞型内燃式发电机工作特性的试验研究

介绍了约束活塞型内燃式发电机(CPICG)的结构原理及工作特点,针对单缸CPICG样机的工作特性进行了试验研究,试验结果表明,空载时的端电压随着曲轴转速的增加而增加,转速不变时输出电压随输出电流的增加而下降。     

基于刚柔耦合多体系统的发动机曲轴疲劳分析

在LMS(Leuven Measurement&System)中建立某型V8发动机曲轴系统的多体动力学模型,通过刚柔耦合动力学计算,得到部件的模态参与因子,将模态参与因子与模态进行线性叠加,得到部件的载荷历程,并将其作为疲劳分析的输入数据;利用LMS.Virtual.Lab的Durability模块对曲轴进行有限元疲劳分析,获得精确的曲轴疲劳寿命值和损伤分布.结论是:通过系统多柔体动力学仿真可以得到各阶模态参与因子的时间历程曲线和部件的载荷历程,同时保证了模态参与因子与有限元模型匹配;曲轴集中应力最大且寿命最短处为轴颈与曲柄的过渡圆角处.     

液压助力器动态特性SimuLink仿真与优化

基于液压传动控制理论建立了飞行器主操纵系统液压助力器的非线性数学模型,讨论了SIMULINK环境下直接利用系统方程建立液压助力器仿真模型并进行动态特性实时仿真的方法,最后利用优化工具箱和SIMULINK相结合对体系参数进行了优化设计,实现了最佳的系统动态特性。     

基于人工神经网络的柴油机失火故障诊断

车载诊断系统在诊断失火故障时,采用基于曲轴段角加速度和阈值规则相结合的方法,该方法在内燃机高速轻载运行时诊断单缸完全失火工况存在一定的局限性。通过对比分析失火和正常工况下曲轴瞬时转速的幅频和相频特征,提取不同谐次的幅值和相位信息,结合人工神经网络作为故障模式识别工具,得到了一种改善方法。通过台架实验,对此改善方法进行了单缸完全失火、两缸完全失火和单缸一定程度失火的故障诊断测试。结果表明,在实验条件下该方法可以有效识别不同的失火模式,并可在单缸失火模式下实现失火程度判别。同时,该方法通过少量工况数据训练神经网络,即可实现一定转速范围内的失火诊断,可行性强,可用于发动机失火故障在线诊断。     

基于Pro/E二次开发曲轴设计系统的关键技术研究

本文结合Pro/E软件,对曲轴设计系统开发过程中必需的二次开发关键技术(如Pro/TOOLKIT接口技术、菜单设计技术、曲轴三维实体建立及工程图生成技术、UI对话框技术等)进行系统研究,为系统开发提供重要技术支持。     

Model-based diagnosis of large diesel engines based on angular speed variations of the crankshaft

This work aims at monitoring large diesel engines by analyzing the crankshaft angular speed variations. It focuses on a powerful 20-cylinder diesel engine with crankshaft natural frequencies within the operating speed range. First, the angular speed variations are modeled at the crankshaft free end. This includes modeling both the crankshaft dynamical behavior and the excitation torques. As the engine is very large, the first crankshaft torsional modes are in the low frequency range. A model with the assumption of a flexible crankshaft is required. The excitation torques depend on the in-cylinder pressure curve. The latter is modeled with a phenomenological model. Mechanical and combustion parameters of the model are optimized with the help of actual data. Then, an automated diagnosis based on an artificially intelligent system is proposed. Neural networks are used for pattern recognition of the angular speed waveforms in normal and faulty conditions. Reference patterns required in the training phase are computed with the model, calibrated using a small number of actual measurements. Promising results are obtained. An experimental fuel leakage fault is successfully diagnosed, including detection and localization of the faulty cylinder, as well as the approximation of the fault severity.     

清窑机器人机液系统动力学混合建模及其仿真

清窑机器人动态特性包含组成机器人的液压驱动系统和机械本体系统的动态特性.根据功率键合图的建模方法,按照清窑机器人液压系统的组成和工作原理以及机械系统的结构设计进行混合建模,并得到了机器人系统的功率键合图以及9阶非线性动力学方程组.在建立计算机仿真模型的基础上,通过分析与求解以及Simulink的计算机仿真,得出了机器人系统随负载、关节空间位置变化的加速度、速度和位移仿真曲线,并分析了液压驱动系统和机械系统动态特性对机器人系统动态特性的影响.     

扭-纵耦合对曲轴系统固有特性的影响

曲轴系统具有特殊的结构和力学特点,因此从动力学耦合的角度研究曲轴系统的振动将更能准确地把握曲轴系统的动力学特性。利用集总参数法建立了曲轴系统扭转-纵向耦合振动力学模型,基于该模型分析了曲轴系统扭转-纵向耦合作用对曲轴系统固有特性的影响。数值计算结果表明:扭转-纵向耦合振动将改变曲轴系统的固有频率,使其系统临界转速降低,并产生一些新的耦合振型。由于系统模态将更加密集,设计中应合理选择曲轴系统的额定工作区以避免发生共振。     

发动机曲轴清洗设备控制系统的研究

曲轴为大中型柴油机发动机的关键零件,其装配前表面的干净度将直接影响到其后面的使用效果和使用时间,为解决人工清洗存在的弊端,研究开发了一套曲轴清洗自动控制系统。介绍了发动机曲轴清洗系统的工艺流程、硬件系统和软件系统的设计。