大功率柴油机组合结构建模技术研究

利用特征建模技术和参数化建模技术建立了某大功率柴油机机体、曲轴三维实体模型，并用虚拟材料模拟组合结构机体 曲轴结合面的动力学特性。在此基础上，采用动态子结构法建立了机体和曲轴组合结构的动力学模型，对其进行了有限元模态分析，用试验模态分析结果对模型进行了修正。结果表明文中所提出的组合结构建模技术及结合面的模拟技术可以运用到发动机其他零部件组合结构的分析中，并可进一步推广到其他机械组合结构的研究     

大功率柴油机复杂组合结构的有限元模态分析

本文应用动态子结构法建立了某大功率柴油机机体＋曲轴＋缸盖组合结构的有限元模型，并胜虚拟材料来模拟其结合面的动态性能，通过基于试验对比的有限元模态分析，说明所建机体＋曲轴＋缸盖组合结构的有限元模型正确，为其下一步的动力响应有组合结构的动态特性分析了可靠的依据。     

内燃机复杂部件结构动力学模型修正技术研究

为提高进行后续结构动力学响应与声场预测分析用有限元模型的精度，基于结构动态特征灵敏度分析及动力修正宏观化方法开发了适用于复杂内燃机零部件结构动态分析模型修正的软件FEMM。以某V型6缸柴油机下曲轴箱分析模型的建立过程为例，对采用FEMM修正分析模型的具体方法与过程进行了论述。修正结果表明，在所选择的修正频域内，分析模型各阶模态频率与实测结果的符合程度显著提高，拟合自修正模型的传递函数与实测传递函数也吻合较好。该软件可应用于内燃机复杂零部件结构动态模型的建模工作中，并可显著提高模型精度。     

柴油机缸体动态分析与结构修改

精确可靠的有限元模型是结构动态分析和结构优化设计的基础。本文首先用谱均衡瞬态随机激励技术对柴油机缸体进行了实验模态分析，获得了结构的模态参数，在此基础上文中应用一种改进的Ｂｅｒｍａｎ修正模型方法，对缸体初始有限元模型进行了修正，得到了较为精确的理论分析模型。经实验验证，该分析模型是合理的。据此，对柴油机缸体进行了动态特性分析和结构修改。     

基于灵敏度分析的缸盖动力修改

本文建立了某大功率柴油机缸盖的有限元模型，并用模态试验证实了其可靠性，在该有限元模型的基础上，进行了动态响应分析及灵敏度分析，并在分析结果的指导下进行了缸盖的动力修改，从而为整机的动力学仿真研究奠定了基础。     

基于灵敏度分析的某型柴油机支座安装结构改进

本文针对某柴油机台架试验时振动烈度偏大的问题,利用ANSYS软件分析了安装支座的模态,并通过测试其速度导纳检验了支座有限元模型的精度.在此基础上对支座进行了结构设计的灵敏度分析.结果表明应用此方法对支座进行结构改进和优化后,对改善支座的动态特性是有效的.     

柴油机组合结构的参数化建模及应用

应用特征技术和动态子结构法建立了某柴油机机体＋曲轴组合结构的参数化实体模型，并用有限元模态分析法进行模态参数的计算。计算出前五阶固有频率和主振型，与试验结果吻合，说明所建机体＋曲轴组合结构的参数化模型正确，为其下一步的动力学仿真研究奠定了基础。     

柴油机缸体动态分析与结构修改

精确可靠的有限元模型是结构动态分析和结构优化设计的基础。本文首先用谱均衡瞬态随机技术对柴油机缸体进行了实验模态分析，获得了结构的模太参数，在此基础文中应用一种改进的Ｂｅｒｍａｎ修正模型方法，对缸体初始有限元模型进行了修正，得到了较为精确的理论分析模型。经实验验证，该分析模型是合理的，据此，对柴油机缸体进行了动态特性分析修改。     

有限元在车用发动机配气机构动力分析中应用

本文提出了适合于高速车用发动机顶置凸轮轴配气机构的有限元动力学模型, 论述了用有限元法对配气机构动力学进行模拟研究的优越性。用有限元模型及多质量模型对４９３车用增压柴油机配气机构进行自振频率计算及动态响应计算，并在台架上实测了该柴油机气门加速度曲线。所得计算结果与实测结构基本一致。     

利用结构动态特性修改及灵敏度分析减小机体振动

利用机体试验模态分析结果建立了用于机体结构动态特性分析的有限元模型，分析了机体振动模态及结构刚度的分布变化规律，将矩阵摄动理论及灵敏度分析方法应用于机体动态特性的修改之中，确定影响机体各阶动态特性的结构参数及其位置，优化结构动态特性，使得针对某一频率的减振降噪成为可能，文中对机体结构动态设计的几个主要步骤进行了探讨。     

面向动态响应优化的复杂结构参数化建模技术

总结了目前结构参数化建模技术的研究及应用现状,针对现有参数化建模技术应用中的不足,提出了一种面向动态优化设计的复杂结构参数化建模技术,基于结构动态优化理论,从结构动态优化设计方法的角度研究了复杂结构参数化建模时优化参数的选择规则,并详细介绍了动态优化设计方法与不同优化目标下结构参数化建模方法,最后以发动机气缸盖为应用实例,验证了文中方法的有效性,其研究成果可为复杂结构动态优化设计分析提供技术支持。     

微型燃气轮机向心透平的设计和研究

在研究微型燃气轮机向心透平结构特点和工作原理的基础上,建立了向心透平设计计算的数学模型.利用计算机辅助设计技术完成向心透平的热力计算和通流部分的结构设计,应用参数化设计思想和三维建模技术实现其变参数时的快速实体建模,应用有限元分析方法进行叶轮的结构分析和优化,基于虚拟操作平台实现其装配顺序规划、碰撞检测和装配仿真.     

水平对置柴油机曲轴动应力及疲劳分析

现代发动机设计对功率密度提出更严酷的要求。在水平对置柴油机设计过程中,针对曲柄连杆机构的特殊结构形式,采用计算机辅助工程设计技术,利用运动学和动力学分析结果,基于Abaqus软件进行有限元动应力计算;分析不同时刻发动机的应力分布状况,同时根据所计算出的动应力谱进行疲劳分析,为曲轴优化设计提供重要依据。     

490发动机连杆组件非线性接触有限元分析

连杆组件作为发动机动力传动中的重要组成部分,是发动机设计及改进中的关键部件。用MSC/MARC对490发动机连杆组件进行三维非线性接触计算,确定其应力应变场。为其设计改进和发动机性能提高提供分析基础。     

Thermal fatigue on pistons induced by shaped high power laser. Part II: Design of spatial intensity distribution via numerical simulation

In the laser induced thermal fatigue simulation test on pistons, the high power laser was transformed from the incident Gaussian beam into a concentric multi-circular pattern with specific intensity ratio. The spatial intensity distribution of the shaped beam, which determines the temperature field in the piston, must be designed before a diffractive optical element (DOE) can be manufactured. In this paper, a reverse method based on finite element model (FEM) was proposed to design the intensity distribution in order to simulate the thermal loadings on pistons. Temperature fields were obtained by solving a transient three-dimensional heat conduction equation with convective boundary conditions at the surfaces of the piston workpiece. The numerical model then was validated by approaching the computational results to the experimental data. During the process, some important parameters including laser absorptivity, convective heat transfer coefficient, thermal conductivity and Biot number were also validated. Then, optimization procedure was processed to find favorable spatial intensity distribution for the shaped beam, with the aid of the validated FEM. The analysis shows that the reverse method incorporated with numerical simulation can reduce design cycle and design expense efficiently. This method can serve as a kind of virtual experimental vehicle as well, which makes the thermal fatigue simulation test more controllable and predictable.     

军用柴油机曲轴的动态仿真研究

为了设计出具有更良好性能的军用柴油机，本文以某军用柴油机曲轴为例，对曲轴进行了动态仿真研究。在曲轴有限元模型上施加模拟实际工作状态的边界约束和载荷条件，利用振型叠加法对其进行动态响应分析，并与设计指标对比，对原曲轴结构参数进行了动力修改。为避免结构修改的盲目性，采用了灵敏度分析方法，计算出曲轴的动态特性参数随设计变量的变化灵敏度，选择那些对动态特性影响较大的设计参数作为修改参数，通过上述方法修改后的曲轴，动态响应结果能够满足给定的设计指标，使得曲轴的结构达到了最优，为整机的动力学仿真研究奠定了基础。     

摇摆轭式传动机构动平衡优化设计

通过对摇摆轭传动系统的动平衡分析，计算得出某热气机平衡块设计的初步参数，然后运用多体动力学分析软件MSC.ADAMS分两步优化得出精确的平衡块质量和重心位置，从而实现对摇摆轭式传动机构动平衡优化设计。实验验证表明，经优化设计后该传动系统动平衡效果有了很大的改善。     

两河口水电站进水塔结构分析

考虑复杂地基及塔内外水体的影响,采用三维有限元法分析了两河口水电站进水塔的静动力强度与刚度, 并校核了地震工况下进水塔的整体抗滑、抗倾覆与抗浮性能。同时针对该进水塔的尺寸特点,修正了规范给出的 塔外地震动水附加质量计算公式。结果表明,两河口水电站进水塔的结构设计能满足相关规范要求。     

柴油机机体模态分析与试验验证

建立某直列四缸柴油机机体三维模型,对其进行自由模态有限元分析,并提取前5阶机体的固有频率及对应的振型,分析机体各频率范围内的振动规律和抗振薄弱区。为了验证有限元分析模型的准确性,对机体进行自由悬挂试验模态分析。对比结果表明,计算和试验的低阶振型基本一致,固有频率最大相对误差为6.3%,说明有限元模型具有较高的精度,可以作为后续优化和动力学分析之用。