装甲车辆柴油机调速系统的仿真模型

发展一个装甲车辆柴油机调速系统的仿真模型。将发动机任一工况下调速器齿杆位置与油门开度和转速联系起来,建立了调速系统静力学和动力学方程;动力学方程用2个一阶微分方程表示,引入连续性函数sigmoid函数代替非连续性函数sign函数,从而能够方便地应用数值积分方法求解动力学方程,并且避免了计算结果的小范围振荡。对一台装甲车辆柴油机调速系统的仿真实例显示,这个模型具有可以仿真装甲车辆柴油机调速系统静态与动态工况和计算调速系统性能参数的能力。     

基于Simulink的地电波检测机械臂运动控制器及动力学研究

基于Simulink仿真研究了地电波检测机械臂的动力学建模、仿真和分析。针对动力学建模问题,采用牛顿-欧拉法将地电波检测机械臂的各连杆质量、质心位置、惯性张量、连杆长度等带入,得到了其逆动力学方程,然后将计算好的动力学方程改写成状态空间方程的形式。基于地电波检测机械臂动力学模型设计了控制器,并在Simulink环境下进行了仿真,达到了良好的控制效果,为接下来更先进的控制器设计打下了基础。     

东方660 MW超超临界二次再热汽轮机超高压主汽阀阀杆动应力分析

汽轮机主汽阀需要很高的关闭速度,由此带来阀杆冲击动力学的强度问题。以前设计主要按照冲击动力学的理论,通过能量法求解系统动应力。文章介绍了阀杆动应力的理论计算方法,并分析了理论计算方法的合理性。随着计算机技术的发展,有限元方法求解阀杆动应力成为可能。文章详细介绍了阀杆动应力有限元计算参数的选取方法,并通过ABAQUS商用有限元软件计算了东方660 MW超超临界二次再热汽轮机超高压主汽阀阀杆动应力。对理论计算结果和有限元计算结果做了比较,分析了有限元计算结果的合理性。计算显示东方660 MW超超临界二次再热汽轮机超高压主汽阀阀杆峰值应力小于材料疲劳极限,阀杆具有永久寿命。     

活塞与气门的最小间隙分析

对于耦合齿轮传动机构、配气机构,建立了单缸机运动部件的多体动力学模型,利用Adams软件中的间隙分析功能得到了活塞与气门的最小运动间隙,为活塞避阀坑深度的合理选择提供了理论支持。     

单轴多列多缸内燃机运动学、动力学、平衡及疲劳强度计算

本文叙述了单轴多列多缸主、副连杆活塞机构的运动学、动力学、平衡及曲轴疲劳强度计算。运动学、动力学按未经近似简化的精确公式计算,并考虑了副连杆销的运动惯性力对动力强度的影响。平衡重可以任意布置,以研究其对主轴承负荷的影响。轴承负荷及曲轴疲劳强度的计算均按简支梁进行。所编制的程序亦适用于并列、叉型连杆活塞机构内燃机的计算。     

内燃机曲柄连杆机构运动动力学分析的柔性多体建模方法

提出了一个新的运行动力学模型，将连杆视为柔性体，将机构处理为由互相连接的刚体和柔体组成的多体系统，通过多刚体系分析及结构动力分析，得到多体系统的运动方程；将系统中的机械接点用一组依赖于耦合的参考坐标和弹性坐标的代数约束方程描述，并通过Ｌａｇｒａｎｇｅ乘子引入系统运动方程，得到一组由广义坐标及Ｌａｇｒａｎｇｅ乘子表示的混合微分／代数方程组。用Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒａｐｈｓｏｎ及直接数字积分算法求解此混合方     

基于SolidWorks的曲柄连杆机构动力学仿真研究

用SdidWorks软件建立了一个简化的单缸发动机模型，用COSMOS Motion对该模型进行了发动机运动学和动力学仿真，对运动学仿真的结果进行了验证。在仿真中，重点对双质量连杆换算模型与实际连杆模型进行了动力学仿真，并对仿真的结果进行了分析。仿真结果表明：双质量连杆换算系统与实际连杆系统之间的动力学仿真结果存在一定的差异，但对强度计算的影响很小。     

基于动力学的柴油机连杆疲劳仿真

为评估某大型柴油机连杆的疲劳特性,建立了模态缩减的动力学模型,获得连杆的循环载荷历程,结合以轴瓦高出度过盈的加载方法,模拟了整个工作循环的动态应力变化,随后基于多轴疲劳模型并采用两种等效方法,预测了连杆的疲劳危险位置。结果表明,该连杆的最小安全系数出现在杆身油孔处,满足疲劳要求。针对动态载荷历程,按历程的拐点和极值法真实高效的反映连杆动态疲劳,不仅能反映拉压为主的杆身及油孔的疲劳危险位置,还能体现纵向摆动对大小端孔的疲劳影响,安全系数误差在3%以内。     

600MW汽轮机组再热主汽阀门阀杆的热胀及其影响

针对引进型600 MW汽轮机组再热主汽阀门的运动卡涩问题,利用有限元技术,对其关键装配部件进行了热-结构耦合分析.提出了阀杆的轴向不等齐热胀模型和运动间隙变化模型,通过实测数据及仿真对比验证了模型的合理性.基于ADAMS软件建立了以接触碰撞和磨损为特征的汽轮机再热主汽阀门机构的虚拟样机平台,并系统地研究了阀杆受热膨胀对阀门开关过程动态特性的影响,结果表明:阀门杆的热胀改变了阀杆运动间隙并进而导致阀门开关过程动态特性发生显著变化,这是导致阀门运动卡涩的重要原因之一.笔者还提出了改善阀门开关过程动态特性的建议性措施.     

基于ADAMS的柴油机曲轴多体动力学仿真

以某多缸发动机曲轴为例,采用动力学分析软件ADAMS对曲轴-连杆-活塞机构进行多刚体动力学仿真;结合有限元软件MSC.Patran/Nastran,运用模态分析技术,得到曲轴固有频率及振型,对曲轴刚柔混合体模型进行柔体动力学仿真,得到曲轴动态应力分布变化,更真实地反映了曲轴的工作情况。     

柴油机连杆轴瓦间隙不拆卸测量方法仿真研究

当活塞在真空作用下运动时,由于活塞销和连杆的质量是依次连接的,活塞速度呈阶梯式变化。基于此,本文提出了一种不必拆卸即可测量柴油机连杆轴瓦间隙的新方法。建立了系统运动微分方程,并对其求解和定性分析,找到了影响系统运动特征的重要因素。建立了仿真物理模型和数学模型,确定了边界条件,进行了仿真分析。结果证实了这种方法的可行性。     

A mathematical model of variable displacement wobble plate compressor for automotive air conditioning system

Based on the force balance equations, mass and energy conservation equations, a mathematical model of control valve used in the variable displacement wobble plate compressor (VDC) is developed firstly. The dynamic model of the moving components is developed then by analyzing the forces and force moments acting on the piston, piston rod, wobble plate, rotating journal and shaft sleeve. The compression process model is obtained by fitting the data from our experiments. And finally the steady-state mathematical model of VDC is developed by combining the three models above. In order to verify the mathematical model of compressor, a test bench for the control valve and the test system for the VDC have been established, and the simulated results agree well with the experimental data. The simulation results show that there are four operation modes for the VDC, i.e. constant rotary speed and constant piston stroke length (PSL), variable rotary speed and constant PSL, constant rotary speed and variable PSL, variable rotary speed and variable PSL, which have included almost all operation modes of the refrigeration compressor in common use.     

汽油机活塞销轴心轨迹计算及在故障诊断中的应用

采用汉氏法求解雷诺方程,计算出不稳定载荷下滑动轴承在不同偏心率和动力参数和条件下的油膜无量纲承载力,并根据实测的发动机气缸压力计算出活塞销所承受的负荷。然后根据实际负荷与油膜承载力的平衡关系,计算出动载荷下每一时刻的油膜厚度,从而确定活塞销轴心在连杆小头铜套中的运动轨迹。计算结果表明。连杆在整个运行周期中,绝大部分时间承受压缩载荷。且压缩载荷远比拉伸载荷大。此结果可用于发动机活塞连杆组的结构设计与故障诊断中,并能对一些实际故障现象进行合理的理论解释。     

190系列燃气发动机气门断裂的原因分析及预防

气门是内燃机工作过程中密封燃烧室和控制内燃机气体交换的精密零件,因其工作条件极为恶劣,工作过程中易发生气门失效,导致机组工作不正常,甚至出现顶坏活塞、拉缸、缸盖报废、大摇臂折断、挺杆及连杆弯曲甚至机组报废等恶性事故。气门断裂是气门失效型式中最典型、最严重的型式之一。本文结合190系列燃气发动机运行情况,对该机型气门断裂的各种型式进行了总结,对其产生的原因进行了重点分析,并提出了为减少或避免气门断裂的发生可采取的预防措施。     

活塞热冲击问题理论分析

摘要本文依据活塞受热特点,以R M Morse和H Feshbach提出的双曲线型导热方程为基础,建立了一种分析活塞热冲击问题的数学模型,并利用拉普拉斯变换对其进行求解.文中以PA6-280柴油机活塞为例,对热冲击期间活塞表面一层内的温度及热应力的变化规律做了较详细的分析.计算结果表明:活塞在热冲击期间表现的温度及热应力的动力学效应是必须加以考虑的.     

Performance evaluation of a commercial positive displacement pump for wind-water pumping

This paper presents the experimental performance test evaluation of a commercial wind-driven positive displacement pump type JOBER of 3 in diameter. Results of the behaviour of pump lift rod peak force, in relation with the lift rod elasticity and the piston valve closure delay are presented. The pump performance is analysed in terms of its volumetric and overall efficiencies. Evidence about a possible effect of the piston valve closure delay over the pump overall efficiency is also discussed.     

四冲程内燃机活塞销轴承轴心轨迹计算

在内燃机主轴承和连杆大端轴承内部工作状态研究中，目前广泛采用动载滑动轴承轴心轨迹的计算方法［２］．但这种方法直接用于活塞销轴承，则无法获得正确的结果。本文分析了问题产生的原因，在该方法的基础上补充了一组新的瞬时静力平衡方程，而后用经过改进的计算方法对４１２５柴油机活塞销轴承的轴心轨迹进行了计算，取得了比较符合实际的结果．     

Numerical simulation of a fountain flow on nonstaggered Cartesian grid system

A liquid–air fountain flow due to the downward motion of a rectangular sleeve over a stationary piston is studied in the paper. Two-dimensional incompressible laminar flows are assumed to prevail in both air and liquid regions. A single set of governing equations over the entire physical domain including the liquid, the air, and the liquid–air interface (free surface) is solved with the extended weighting function scheme and the NAPPLE (nonstaggered APPLE) algorithm on a fixed nonstaggered Cartesian grid system. To ensure the required dynamic contact angle, the liquid meniscus near the sleeve wall is corrected by solving the force balance equation with the geometry method. This is equivalent to introducing a slip condition at the contact line, and thus successfully removes the stress singularity. Steady state solution of the velocity and the pressure as well as the shape of the free surface is obtained. The numerical result evidences the existence of a toroidal-like motion on the free surface postulated by Dussan [E.B. Dussan V., Immiscible liquid displacement in a capillary tube: the moving contact line, AIChE J. 23 (1977) 131–133], although it is quite weak and thin. The resulting free surface profile agrees with the existing experimental observation excellently. Influence of the piston on the flow is discussed.     

基于多体动力学的479Q发动机连杆载荷与强度分析

以479Q汽油机为研究对象,建立了曲轴、连杆和活塞的三维几何模型和多体动力学模型。载荷边界条件采用真实示功图和负载数据,得到了做功行程中作用于连杆两端的载荷谱。采用惯性释放技术计及惯性力对连杆应力的影响,计算得到了做功行程中任意时刻连杆的动态应力场。对静力计算方法和惯性释放方法进行了对比,后者得到的动态应力场更加接近真实情况。根据曲轴转速为2 000 r/min时的气缸压力测试曲线(最高燃烧压力4.6 MPa)和对应的发动机扭矩(165 N.m),计算得到连杆最大轴向载荷为26 kN,最大工作应力为259MPa。根据局部应力应变法,该工况下的寿命为2.941×1016转,连杆近似为无限寿命。