大型船舶低速柴油机柔性曲轴三维振动

运用模态综合法对大型船舶低速柴油机机体和曲轴有限元模型进行缩减,获得二者弹性流体动力润滑耦合下计入非线性缩减的系统动力方程,采用时域积分的Newmark方法进行数值求解.二者间接触力根据Reynolds方程和Greenwood/Tripp微凸峰接触理论,运用有限体积法获得.由此建立大型船舶低速柴油机柔性曲轴与柔性机体耦合下的三维振动计算模型,通过与经典模型计算结果对比,该建模方法和模型得到验证.结果表明:该计算模型能够同时获得曲轴瞬态整体扭振、横振和纵振三维振动形貌;曲轴的横振和纵振呈典型非线性分段特性;曲轴水平横振较垂直横振对轴瓦的振动冲击危害更大.该建模方法有益于进一步揭示曲轴的振动机理,为曲轴优化提供参考.     

曲轴扭振减振器开发

介绍了9.5 L柴油机曲轴扭振减振器总成的开发过程,包括外形设计、扭振计算、扭振附加应力计算、减振器紧固螺栓连接能力计算。试验结果表明:所开发的减振器总成的减振性能满足设计指标,即减振器总成可以使发动机曲轴传动系的扭振振幅小于0.15℃A,从而确保发动机曲轴的工作可靠性;同时,曲轴扭振减振器总成本身的可靠性也满足设计要求。     

重卡柴油机轴系扭振性能研究

发动机轴系扭振是产品开发过程中必须认真研究的一个课题,扭振计算和实机测试相结合是一种有效的扭振分析方法。笔者以研制开发的某柴油机为例,运用AVLEXCITE软件建立轴系模型,分析其轴系扭振特点,并通过实际测试进行验证,取得预期效果。曲轴系自由端共振振幅和减振器消耗功是校核重卡柴油机曲轴系扭振性能的两项重要指标。     

轴系振动的多体动力学仿真分析

以某直列6缸柴油机曲轴系为研究对象,通过多体动力学非线性分析的方法对该轴进行了振动研究.首先建立了曲轴等部件的有限元模型,采用子结构的概念,对有限元模型进行模态缩减,然后运用AVL的发动机仿真模块EXCITE建立多体动力学仿真模型.预测轴系振动特性,将计算的扭振结果与实验结果进行对比,计算的扭振结果与实验结果吻合性较好.并进一步研究了飞轮惯量的改变对轴系扭振的影响.     

弹性联轴器对发动机曲轴扭振的影响分析

为研究挖掘机用弹性联轴器对柴油发动机曲轴扭振的影响，搭建发动机本体曲轴一维仿真模型，结合台架试验对影响曲轴扭振的重要因素进行标定。基于台架标定参数搭建整车计算模型，研究动力总成发动机后端弹性联轴器解耦对曲轴扭振的影响。结果表明：皮带轮系刚度和阻尼对发动机曲轴的扭振有一定抑制作用，不带皮带轮系的建模结果更保守；匹配整车用弹性联轴器主激励阶次的扭振幅值较台架和整车解耦状态下略高，同平台可采用解耦方式建模；当弹性联轴器扭转刚度较小或接近减振器扭转刚度时会产生零频响应，需要根据曲轴应力和疲劳结果进行综合判断，台架扭振测试结果不能完全反映整车实际的扭振水平。     

用有限元法进行曲轴扭振计算

本文论述了用有限元梁单元计算内燃机曲轴扭转振动的方法,研究了曲轴扭振的计算模型和边界条件,进行了自振频率和强迫振动计算,计算结果与试验数据相符。     

柴油机曲轴减振器失效实时监测研究

为避免柴油机曲轴减振器失效,对曲轴减振器的实时监测进行研究,利用柴油机电子控制单元(electronic control unit,ECU)和前端转速信号盘获取转速信号并实时计算出曲轴扭振振幅,通过共振转速下曲轴扭振振幅的变化判断减振器是否失效。以某4缸柴油机为例,通过转速信号计算曲轴扭振振幅判断曲轴减振器状态,并进行试验验证。结果表明,该方法能够实时判断出曲轴减振器状态,达到曲轴减振器失效实时监测的效果。     

基于ExciteDesigner的船用柴油机减振器优化匹配

基于AVLexcitedesigner计算软件,建立了某船用柴油机曲轴轴系扭振计算模型。应用该模型优化获得了适合该发动机应用的减振器参数,通过优化参数选取了减振器,经过试验验证,优化参数后选取的减振器符合匹配设计要求。     

化发电机组轴系扭振最优控制理论的研究

把现代控制理论与机械振动理论相结合,建立了汽轮发电机组轴系扭振主动控制的状态空间模型,以减少轴系总扭振能和控制能量为优化目标,提出了汽轮发电机组轴系扭振的二次型全局最优控制算法,并编制了适用于连续和离散两关系统设计的仿真通用计算程序,并对１台２００ＭＷ汽轮发电机组轴系进行扭振主动控制模拟计算分析。图６参２     

基于Excite Designer的船用柴油机减振器优化匹配

基于AVL excite designer计算软件,建立了某船用柴油机曲轴轴系扭振计算模型。应用该模型优化获得了适合该发动机应用的减振器参数,通过优化参数选取了减振器,经过试验验证,优化参数后选取的减振器符合匹配设计要求。     

基于灵敏度分析的内燃机曲轴扭振系统结构动力学修改

应用系统矩阵法利用系统矩阵法,分析了内燃机曲轴扭振系统无阻尼自由振动固有频率和振型对转动惯量及刚度的灵敏度。基于固有特性灵敏度分析,给出了扭振系统结构动力学修改的计算方法。以某内燃机曲轴扭振系统为例计算分析了固有频率和振型的灵敏度问题,在此基础上进行了动力学修改,提出了改进方案。     

瞬态动力学计算轴系强制扭转振动

论述了应用瞬态动力学计算轴系强制扭转振动的方法,以某发动机为例,计算其临界转速下的共振振幅及曲轴系统各轴段的扭振附加应力,并进一步计算了在不同转速工况下的主谐次振幅和轴段扭振最大应力,计算值和试验数据比较表明了该方法的可行性。     

某船用柴油机硅油减振器的设计与匹配

通过建立某V型船用柴油机的轴系扭振当量系统模型,进行曲轴扭转振动的计算分析;根据分析结果对该船用柴油机进行硅油减振器匹配设计,以保证曲轴自由端共振振幅及轴段扭振应力低于许用值,同时硅油减振器的散热能力符合要求。扭振测试验证表明:所匹配设计的减振器满足规范和设备安全运行的要求。     

6缸280船用柴油机轴系扭振分析

介绍了将6缸280机车柴油机曲轴应用到船舶领域后轴系扭振出现的一些问题,并为之进行了相关的分析、计算,最终确定了设计方案。重新设计的6缸280ZC/D船机曲轴无论在结构和性能上均能满足船机规范要求,达到了整机轴系扭振的要求。     

柴油机曲轴系统扭振协同仿真及试验研究

对柴油机曲轴系统进行了扭振研究,在推导V型柴油机相对振幅矢量和的基础上,确定了V型6缸柴油机的主强简谐。采用GT-SUITE建立该V型6缸柴油机曲轴系统动力学协同仿真模型,并通过试验数据校核模型。对柴油机断油和停气门两种变排量方案进行了仿真研究。结果表明:变排量后轴系扭振角位移幅值显著增加,停气门方案较断油方案幅值大。     

内燃机轴系扭振减振器的最优化设计

本文以多质量综合分析法结合现代最优化技术对内燃机轴系扭振减振器进行优化设计,通过对减振器参数在可能范围内的优选组合以使整个轴系动态特性达到最优。其中包括发动机在全部运行工况范围内轴系扭振幅值的均方根值最小及各部位间的相对幅值小于许用值。这样既保证了曲轴运转安全可靠,又使轴系转动能量的耗散最小。本文以一台6缸柴油机为例,进行了轴系扭振减振器的最优化设计,装机实验结果表明其性能达到了预期的效果。本文还提出了内燃机轴系扭振减振器最优化设计的全套电算通用程序。该程序可适用于各种大、中、小型内燃机轴系扭振减振器的优化设计,也可用于弹性阻尼减振器及动力减振器的设计。     

功率不均衡状况下评价和改善内燃机轴系扭振性能的研究

作者以6L240柴油机为例，通过计算分析得出了多缸柴油机各缸功率不均衡状况下不同功率偏差率与所对应的曲轴扭振振的统计特性，为正确评价同类发动机的扭振性能提供了一定的依据。此外，通过理论分析，找到了进一步改善轴系扭振性能的有铲途径，并通过计算进行了验证。结果表明：能将最差情况下的扭振振幅减小约50％。从而可改善和提高内燃机轴系扭振性能的稳定性和可靠性。     

基于柔体曲轴多体动力学的轴系扭振响应分析

以曲轴系统有限元分析为基础,通过建立由多个自由度组成的发动机刚柔耦合多体动力学系统模型,对构成主要柔性体的曲轴系统进行了扭振响应分析,获取系统动力响应的时间历程,对系统的动力品质和安全性做出了评价。然后通过一个新研制的测试装置对一台直列四缸柴油机曲轴自由端的扭转振动进行了实测。通过计算和实测结果的谐次分析比较,两者体现了较高的等同性,说明了刚柔耦合多体动力学模型的正确性。     

基于动力学的某柴油机曲轴系扭振分析

采用动力学方法,建立了一个包括减振器和飞轮的某柴油机曲轴系扭振分析模型。着重进行了减振器频率的选定,并对选定减振器频率后的曲轴系扭振行为进行了仿真分析。结果表明,该轴系的扭振指标均在可接受的范围内,扭振行为较好。