基于虛擬技術的柴油機機體低振動設計研究.pdf

1、柴油機良好的動力性、燃油經(jīng)濟性以及排放特性使其在車輛上得到了越來越廣泛的應用。然而，隨著柴油機功率密度的提高，柴油機的振動變得劇烈，使其應用范圍受到限制。論文結(jié)合多體動力學分析、有限元分析及形貌優(yōu)化設計等方法，探討預測柴油機振動水平的方法和降低柴油機整機振動烈度的結(jié)構(gòu)改進措施。
　　 論文以某直列六缸柴油機為研究對象，首先，采用Pro/ENGINEER軟件，對柴油機主要零部件進行裝配建模，分析柴油機仿真模型的幾何參數(shù)設計的合理性

2、。通過網(wǎng)格劃分建立主要零部件的有限元分析模型，由有限元模型得到曲軸、機體與氣缸蓋等的模態(tài)中性文件。對所建立的柔性體動力學柴油機仿真模型施加正確約束與燃燒爆發(fā)壓力驅(qū)動，通過機構(gòu)動力學仿真分析得到運動機構(gòu)對機體的主要機械激勵力，為有限元動力響應分析奠定基礎。
　　 其次，建立柴油機動力響應分析的有限元計算模型。對柴油機主要結(jié)構(gòu)部件機體和曲軸進行有限元計算模態(tài)分析，實驗模態(tài)分析結(jié)果驗證了有限元計算模態(tài)分析結(jié)果的正確性，也證明了所建立的

3、動力響應分析模型的有效性。通過合理施加邊界條件、燃燒爆發(fā)壓力載荷與機構(gòu)動力學分析所得機械激勵力，采用有限元動力響應分析方法計算出柴油機表面振動響應量。柴油機整機振動烈度測試結(jié)果表明了仿真分析結(jié)果的正確性，也表明了有限元動力響應分析方法在復雜的柴油機結(jié)構(gòu)動力響應分析中的有效性。
　　 最后，以某直列四缸柴油機為研究對象，采用形貌優(yōu)化方法對該機體進行了低振動結(jié)構(gòu)改進設計，尤其以振動較大的機體裙部為設計目標。改進設計前后的振動烈度計算