发动机曲轴纵向结构参数的优化设计

发动机缸心距确定后，其曲轴单拐的纵向结构参数如何分配对曲轴的刚度、强度、重量、体积及寿命有着极其重要的影响．本文利用有限元静力分析方法和结构形状优化设计方法，对曲轴单拐纵向结构参数进行了灵敏度分析和优化设计，为某型号发动机曲轴结构设计提供了理论计算依据．     

柴油机错拐曲轴结构强度评估

利用了有限元分析与实验测试相结合的研究方法，对采用错拐结构的曲轴根据工程实际进行结构强度评估．通过对比表明：理论分析与实验实测结果具有较好的一致性，针对错拐曲轴所采用的计算分析方法与实验方法均是合理可行的．     

发动机曲轴动力学参数优化设计研究

为了使发动机的各项性能更加优越,需要使它的动力学参数达到最优化.以某发动机曲轴为例,利用灵敏度分析法、优化算法和设计参数法相结合的方法,对曲轴模型进行了动力学参数优化设计研究,经过参数优化后的曲轴模型的动态性能参数更接近于试验值,能够满足工程使用要求.此方法还可以用在发动机其它零件和通用机械的分析中,经过此方法修正后的模型的动态特性能够与实际结构的动态特性吻合较好,提高了模型动力修改的效率.     

柴油机错拐曲轴结构强度评估

利用了有限元分析与实验测试相结合的研究方法,对采用错拐结构的曲轴根据工程实际进行结构强度评估.通过对比表明:理论分析与实验实测结果具有较好的一致性,针对错拐曲轴所采用的计算分析方法与实验方法均是合理可行的.     

发动机曲轴应力影响因素的有限元分析

采用有限单元法研究了内燃机整体曲轴应力状态；讨论了气缸不同发火状态下曲轴内部应力的大小；分析了各缸载荷、主轴承安装误差、连杆轴承载荷的分布形式对曲轴应力的影响；探讨了目前曲轴应力有限元计算中所广泛采用的单拐力学模型的可靠性；并给出了建立曲轴有限元模型的正确方法。     

发动机曲轴的模态分析

运用SolidWorks建立发动机曲轴三维几何模型，运用CAE软件对曲轴进行三维有限元分析，对曲轴的细节特征和约束进行了简化，用Lanczos法进行模态分析，得到发动机曲轴的前50阶固有频率及振型向量，找到了曲轴振动中的危险区域。     

曲柄臂厚度对曲轴强度的影响分析

利用有限元法分析曲柄臂厚度对曲轴过渡圆角处应力的减缓作用，分别模拟计算出三种不同结构的曲轴在相同工况下的应力情况．通过对计算结果的分析，得出在结构上改善曲轴过渡圆角处应力集中时，增加曲柄臂厚度与增加轴颈直径足较有效的方法，为某增压发动机曲轴的结构设计提供了理论依据．     

发动机曲轴疲劳强度的三维有限元分析

为了较全面系统地对发动机曲轴疲劳强度的影响因素进行研究分析,采用了有限单元法建立发动机动力系统有限元模型,根据发动机工作状态的实际工况,在多种载荷边界条件和位移边界条件下对曲轴的应力和变形进行了有限元分析,并将有限元分析结果和试验数据进行了对比分析,为曲轴疲劳强度分析提供了参考。     

发动机曲轴多体动力学仿真分析

研究国内某直列四缸发动机曲轴,采用非线性多体动力学理论对该曲轴进行了受力分析。利用多体动力学软件AVL EXCITE PU,建立曲轴仿真模型,并对曲轴主轴承进行动力学分析及计算。运用这种仿真方法能够在较短时间内分析得到最为接近曲轴实际工况中发生的结构变化,根据对曲轴的自由模态、气压力矩的频谱范围、位移变化曲线以及曲轴在一个工作循环内的应力变化情况等仿真结果的分析得出曲轴结构的薄弱区域,以达到快速找到薄弱区域并对其进行优化的目的,同时也为后期轴承结构设计提供了依据。     

发动机曲轴动力学仿真研究

探讨了结合有限元分析软件ANSYS和多体系统动力学分析软件。ADAMS对曲轴进行动力学仿真的方法．运用ANSYS建立某军用V8柴油机曲轴的有限元模型，结合ADAMS建立了包括曲轴柔性体以及随曲轴一起转动的零件刚性体在内的发动机曲轴系的多体系统动力学模型，得到了关键构件的运动及载荷变化曲线，为更深入的分析曲轴系动态响应奠定了基础．     

曲柄臂厚度对曲轴强度的影响分析

利用有限元法分析曲柄臂厚度对曲轴过渡圆角处应力的减缓作用,分别模拟计算出三种不同结构的曲轴在相同工况下的应力情况.通过对计算结果的分析,得出在结构上改善曲轴过渡圆角处应力集中时,增加曲柄臂厚度与增加轴颈直径是较有效的方法,为某增压发动机曲轴的结构设计提供了理论依据.     

基于Abaqus四缸曲轴约束模态分析

随着发动机转速的逐渐升高,曲轴所受外界激励频率也越来越大.为验证所设计发动机曲轴的合理性,利用三维建模软件Catia和有限元分析软件Abaqus对曲轴进行约束模态分析.通过对各阶固有频率和振型的分析可知所设计曲轴避免了共振发生的可能.同时,各阶的振型图为后续的动态优化设计提供了理论基础.     

柴油机曲轴疲劳强度影响因素研究分析

利用PRO/E建立了曲轴三维实体模型,采用ANSYS对曲轴疲劳强度的影响因素和应力分布进行了计算分析。讨论了曲柄臂厚度改变对结构强度的影响;主轴颈圆角半径和转速改变对最大正应力和剪应力的影响;不同连杆轴颈油孔结构对曲轴疲劳强度的影响。进行的疲劳强度试验验证结果表明：通过对轴颈圆角半径等局部结构参数的合理选择,可以提高曲轴可靠性。     

曲轴单拐弯曲自动化疲劳试验机的研制

介绍了最新研制的谐振式ACFM型曲轴单拐弯曲自动化疲劳试验机，叙述了它的系统结构、工作原理、电控部分的组成、系统的特点和主要性能指标。经过实测及使用表明，该试验机具有自动化程度高、精度高的特点，且操作简便，极大地减轻了操作者的劳动强度，还可在实验达到一定次数或出现裂纹时自动停机，自动记录敦据，打印试验结果。     

汽车曲轴圆角滚压机钳口滚压力及波动分析

对汽车发动机曲轴圆角进行滚压强化是提高曲轴疲劳寿命的有效途径．在用全自动曲轴圆角滚压机对曲轴圆角进行滚压强化的过程中，滚压机钳口的滚压力存在波动，这影响到滚压加工的质量．通过对钳口滚压力产生的原因及波动规律进行分析，提出了解决方法．     

机械/液压双元动力发动机曲轴优化研究

针对机械/液压双元动力输出发动机性能问题,本文基于ANSYS对双元动力发动机曲轴进行了优化研究,根据双元动力发动机的动力学模型,在标定工况下分析了双元动力发动机的曲轴负荷,建立了曲轴三维模型,在6种情况下进行了有限元分析,得到优化的载荷工况,建立了曲轴优化模型。优化结果表明,曲轴体积由优化前的2.34×10-3 m3下降为优化后的2.08×10-3 m3,曲轴的总体积减小了11.42%,运转不均匀度由优化前的3.56%降低到3.34%,改善量达到6.18%,优化效果较为明显。该研究为后续的优化设计和分析提供了理论基础,具有广阔的应用前景。     

基于ADAMS的发动机新型动力输出机构的仿真

目的研究基于曲柄摆杆机构的发动机动力输出机构,改善传统发动机活塞与气缸的受力状况,提高动力传递效率.方法利用Pro/E三维建模软件构建曲柄摆杆机构发动机的三维实体模型,将其导入到动力学分析软件ADAMS中进行运动学及动力学仿真分析,得到主轴扭矩、连杆摆角、活塞对气缸的侧压力等参数并与传统曲柄连杆发动机对应参数相比较.结果完成了ADAMS的仿真分析,获得了一些仿真数据.结果表明发动机采用曲柄摆杆机构具有可行性,其摆杆摆角在0~0.97°范围内,远小于传统曲轴连杆发动机的相应值.同等燃气压力条件下其气缸侧压力约为传统发动机相应值的1/20.结论通过仿真分析验证,曲柄摆杆作为动力输出机构能够满足发动机工作循环要求,活塞与气缸受力状况比传统发动机有显著的改善,对延长活塞和气缸的工作期限及简化发动机结构均有重要意义.     

关于陆用4135柴油发动机故障诊断方法的研究

本文介绍陆用4135柴油发动机组成部件的工作状态与振动信号之间的关系。并以缸体表面振动信号为依据。分析引起发动机燃油供给系统和曲轴连杆机构振动的特征。并对燃油供给系统工作参数变化，机件历经磨损后引起缸体表面振动特性进行了分析和模拟故障的试验。确定了在缸体表面振动信号的特征参数与机件磨损及工作点参数的的关系。为预报、诊断故障奠定了基础。     

基于双层改进无迹卡尔曼的曲轴信号修正算法

对发动机曲轴信号的精确识别是控制发动机喷油时刻及相位识别的重要方法,在发动机实际工作状态中,曲轴干扰信号会降低发动机相位识别及喷油时刻的准确性.提出了针对发动机曲轴信号的双层改进无迹卡尔曼滤波DLIUKF(Double Layer Improve Unscented Kalman Filter)修正算法,低层利用采样策略逼近非线性分布的方法对曲轴转角和曲轴齿下降沿脉宽进行预测,后通过高层无迹卡尔曼滤波算法对曲轴平均转速进行最优化估计,该方法用于对发动机曲轴原始信号的干扰信号去除及提高曲轴齿计数值的准确性.结果表明,在仿真实验中,双层改进无迹卡尔曼滤波(DLIUKF)修正算法相较原始信号故障率下降17.8％,抗干扰信号能力较强,与EKF(Extended Kalman Filtering)拓展卡尔曼滤波相比逻辑判断时间下降了1.31 s.通过台架实验证明双层改进无迹卡尔曼滤波(DLIUKF)修正算法能有效消除发动机曲轴干扰信号,其优越的抗干扰能力,提高了发动机运行稳定性.     

气动发动机缸内流场的动态特征

为了解压缩空气所存储的压力能在气动发动机工作过程中的能量分布情况，采用重整化群（RNG）k-ε模型对气动发动机的工作过程进行了数值仿真，再现了气动发动机缸内流场的演变过程.仿真得到了缸内气体压力能、湍动能和输出功等重要参数随曲轴旋转的分布情况以及排气损失、流动损失等占进入气缸总能量的比例.分析表明，在进气过程中进气道及其附近因气流强烈的湍流运动引起的流动损失以及排气所带走的能量是造成高压进气可用能损失的主要因素，当转速为1 500 r/min时，两者分别占进气可用能的15.39%和27.21%.对气动发动机的气缸及进气道结构进行优化设计，合理组织进气气流和缸内流场，可以减小流动损失和排气损失,从而提高发动机的动力性能和经济性能.