基于集成仿真技术的曲轴结构优化方法研究

提出了一种实用的利用成熟有限元分析平台和多学科设计优化软件进行结构优化的方法。以四缸发动机曲轴为例,采用I—DEAS、VC 、iSIGHT软件构建了一个曲轴结构尺寸优化软件集成系统,实现了曲轴结构优化的整个流程,并对程序控制的实体模型参数化修改、集成框架以及连续二次规划法(NLPQL)等进行了探讨。     

利用现代CAD技术和有限元法进行增压器涡轮叶片变结构模态特性的研究

利用现代 Ｃ Ａ Ｄ技术建立了轴向后弯式增压器涡轮的实体模型,并用有限元法对其进行变结构模态特性研究,给出了不同截面叶片的曲面建模方法。针对涡轮叶片设计中常见的用于调频的结构变化类型,重点分析了在其它参数相同的情况下,不同截面形状涡轮叶片的模态特性以及同种截面形状的涡轮叶片在出口端将其沿轴向斜切一部分后模态特性的变化规律。试验表明：本文方法适用于涡轮叶片模态特性的系统研究,文中计算结果对类似涡轮的设计具有参考价值。文中建模和分析采用了美国 Ｓ Ｄ Ｒ Ｃ公司的 Ｉ Ｄ Ｅ Ａ Ｓ Ｔ Ｍ 软件。     

发动机零部件有限元技术应用的新进展

发动机零部件的设计是有限元技术最早的应用领域之一。有限元技术的应用提高了发动机零部件设计的可靠性,缩短了设计周期,大大推动了发动机工业的发展。本文从复杂零部件有限元网格生成技术（包括基于几何自动建立节点、单元模型和不基于几何直接建立节点、单元模型两方面）、复杂边界条件的确定和施加以及发动机零部件有限元分析的主要课题及特点等３方面概述了目前国内外发动机零部件有限元技术应用的新进展,同时总结了存在的主要问题,为今后更深入的研究应用提供参考。     

6135柴油机机体刚度和模态的有限元分析

采用有限元法对６１３５柴油机机体进行了静力分析和模态分析,根据机体零件有限元分析和试验的对比,对机体组装件也进行了有限元分析。由此,研究了安装在机体上各主要构件对机体组装件固有频率的影响。为机的结构改进设计提供了依据。     

Pareter Study of Some Key Structures for Cylinder Head

Using the method of the pareter study, some important dimensions of the cylinder head of an internal-combustion engine are analyzed. Under the mechanical load, the variational rules of the von Mises maximum stress on cylinder head are obtained, which are influenced by the thickness of the floor plate, head plate, jobbing sheet, standing partition board, and side plate of inlet port and exhaust port. A hypothesis is verified that there is an ideal matching point ong those above-mentioned main pareters. The quantificational proportion relations, between these key structural pareters and von Mises maximum stress of cylinder head, can provide a good help for the cylinder head's structural design.     

自由活塞汽油直线发电机起动过程研究

为获得自由活塞汽油直线发电机起动过程主要工作特点,对自由活塞汽油直线发电机主要起动方式进行了研究。耦合动力学及热力学方程,建立了起动过程数学模型,理论分析了起动过程中能量的传递与转换关系,并结合试验样机对两种典型起动方式进行了试验研究。研究发现:采用恒定加速度起动模式和恒定推力起动模式均可实现自由活塞汽油直线发电机的起动燃烧,其中采用恒定加速模式有利于第一次压缩气缸实现起动燃烧,然而采用恒定推力起动模式更有利于对侧发动机气缸完成起动燃烧;起动过程中摩擦损失所消耗的能量较少,漏气损失所占的比例较大,在起动设计时不应被忽视。     

Adaptive FEM Analysis of the Temperature Field of Pistons in Diesel Engines and Their Thermal Stress and Deformation Calculation

The adaptive FEM analysis of the temperature field of the piston in one diesel engine is given by using the ANSYS software. By making full use of the post results provided by the software, the posteriori error estimation and adaptive accuracy meshing algorithm is developed. So the blindness of the mesh design through experiences can be avoided, and the accuracy requirement is adapted to the relative temperature gradient distribution across the entire domain. Therefore the meshes and solutions can be obtained at the same time. Based on the temperature field analysis, the thermal stress and deformation fields are calculated as well. The results show that the stress concentrates on the edge of the piston pin boss and the inside surface of the first ring groove, and the deformation of the head of the piston is greatest. But the difference between the long and short axes of the bottom cross section is greatest.     

组合近似方法在结构优化中的应用

针对结构优化中结构分析计算量大的问题，基于组合近似重分析方法，提出了自适应近似重分析策略，即在满足指定近似精度时采用近似重分析，否则采用完全重分析。通过拓扑优化和形状优化算例，对自适应近似重分析和完全重分析优化结果进行了比较，结果表明，该策略在连续体拓扑优化和形状优化中具有可行性和通用性。     

基于高效差分敏度的连续体静动态形状优化

总结归纳了连续体形状优化中的敏度分析方法,提出了近似—差分的敏度求解策略。该策略通过近似重分析对扰动结构进行快速分析,运用差分法进行计算得到结构响应量敏度值,从而克服了差分敏度求解计算量大的缺点,同时在结构小扰动情况下可保证近似结果精度。以可动边界关键点的虚拟位移为设计变量,建立连续体静动态形状优化模型。考察了不同类型约束下的形状优化算例,结果表明,所提方法和模型具有可行性和通用性。     

六轮月球漫游车越障平顺性仿真分析

该文讨论了运用虚拟样机技术,对所研究方案中月球漫游车在月面环境中越障时的平顺性仿真分析方法,简介并讨论了漫游车在月球表面的行驶路面环境,根据六轮摇臂式月球漫游车的结构特点,建立了11自由度的月球漫游车振动系统动力学模型,通过仿真试验,分析了在月面环境下漫游车主要悬架参数对平顺性的影响,从而实现了在漫游车的研究设计阶段,对其平顺性进行预测和分析的目的。