用有限元方法进行摩托车动力响应分析

本文采用有限元方法对某125型骑式摩托车进行了动力响应分析。文章首先建立了摩托车整车的有限元模型，并利用该模型进行摩托车整车的动态特性计算，取得了和实验模态分析一致的结果。而后分析了摩托车在发动机激励和路面不平度激励下的整车动力学响应特性，得出了具有工程参考价值的结论。     

基于一步最小二乘法建立航空发动机状态变量模型

研究采用一步最小二乘法建立用于航空发动机控制系统及故障诊断设计中的状态变量模型,结合伪随机二进制激励信号求取模型矩阵系数。在线性最小二乘准则下,算法保证模型动态响应与非线性模型响应一致,过程一步完成无须迭代。利用一步最小二乘法建立了JT9D涡扇发动机稳态工作点的小偏差状态变量模型,仿真表明该方法得到的状态变量模型能够精确拟合发动机的时域和频域特性。相比与传统拟合方法,该方法不仅计算速度快,而且拟合精度大大提高,验证了方法的有效性。     

汽油机正时链传动动力学仿真研究

建立汽油机正时齿形链传动的多体动力学模型,计入各凸轮轴链轮负载,分析了考虑曲轴角速度波动时的链节内力、链节与链轮的接触力、张紧器受力及进气凸轮轴链轮的角速度波动,进行了齿形链与套筒链的动力学特性对比,并完成了发动机前端声压级测试。研究结果表明:由链传动产生的结构激励主要分为低频段的阶次激励和高频段的多边形效应及其谐分量激励;齿形链传动比套筒链平稳,多边形效应明显削弱,减小了发动机振动噪声的激励。前端声压试验定性表明齿形链的多边形效应对噪声影响较小,发动机阶次激励耦合结构件的动态特性是前端噪声的主要来源。     

基于有限元仿真的航空发动机振动传感器布局优化方法研究

航空发动机振动传感器布局是有效监测发动机振动状态的基础。航空发动机整机结构复杂、激励源多,振动传感器测点需要对转子激励敏感、避免机匣局部振动等。根据航空发动机振动传感器布置要求,制定了航空发动机振动幅值均值、振动峰值和振动敏感度的优化原则,建立了航空发动机振动测点布局优化方法。针对某航空发动机机匣,采用模态叠加法开展了整机动力学仿真分析,得到了整机在各轴承位置激励下的振动响应,进而开展了发动机振动传感器布局优化分析。优化过程中分别基于测点振动幅值和各方向振动分量开展了航空发动机振动测点布局优化分析,给出了测点优化结果。提出的优化分析方法可以为航空发动机振动传感器测点布局提供技术支撑。     

发动机曲轴系统动力学数值模拟研究

通过研究曲轴系多体动力学，不仅可以预测曲轴系的振动、强度、疲劳及润滑特性等，还为研究发动机表面振动特性，并进而为预测发动机结构声特性提供了重要激励。本文采用子结构有限元模型，在考虑流体动力润滑的基础上，建立曲轴系统多体动力学数值分析模型。完成了某型发动机曲轴系统动力学的模拟计算，根据计算结果对曲轴强度和润滑特性进行了分析。结果表明：这种方法可用于曲轴系的设计和改进。     

汽油机两级增压系统的匹配与性能研究

在某单级涡轮增压汽油机的基础上,围绕提升低速扭矩及改善涡轮迟滞效应进行了复合增压系统、两级涡轮增压系统匹配方法研究。采用GT-Power软件建立某汽油机单级涡轮增压与两级增压发动机(复合增压发动机和两级涡轮增压发动机)仿真模型,并借助实测结果进行校核。在此基础上,利用模拟计算结果对单级涡轮增压和两级增压系统的低速扭矩特性、动态响应特性和燃油经济性进行比较分析。研究结果表明:复合增压与两级涡轮增压发动机的低速扭矩特性比单级涡轮增压发动机分别增加了62.80%和54.35%,燃油经济性分别减少了23.45%和22.71%;动态响应特性由优到劣依次为复合增压、两级涡轮增压、单级涡轮增压发动机,并且在1 500r/min(低速区域)三者动态响应特性差距最为明显。     

轻微型无人机活塞发动机测控与建模方法

针对活塞发动机应用到油电混合动力无人机（unmanned aerial vehicle, UAV）系统中燃油经济性的不确定性,基于Arduino平台开发了一套轻微型无人机活塞发动机测控试验台,给出了试验台总体设计方案,介绍了测控系统的总体架构和功能。基于多元线性回归数据处理方法,对测控试验台采集到的数据进行处理,在MATLAB中将发动机等燃油消耗率曲线和等功率曲线拟合成三维模型,获得了活塞发动机万有特性曲线,在此基础上建立了活塞发动机稳态模型。此外,采用实验建模法在Simulink软件中建立了轻微型无人机活塞发动机动态模型,通过模型数据与实物数据进行对比,验证了建模方法的有效性。结果表明,测控试验台具有较高的稳定性与良好的精度,所建立的活塞发动机数值模型能够较好地表征发动机稳态与动态响应过程,该建模方法能够寻找到轻微型无人机活塞发动机工作高效区间。     

用于控制的发动机转矩估计方法研究

有一定精度和实时性的发动机动态转矩估计模型,对机电混合电动汽车动力及传动系统控制有重要意义.对发动机动态特性的影响因素进行了分析;分析了平均值模型的优缺点,针对混合动力控制和建模仿真的需要,对模型进行了有效的简化,大大提高了模型的实用性;分析了混合动力中发动机的特定动态工况,建立了特定动态工况下的发动机神经网络模型;基于发动机稳态和动态试验数据,对平均值模型和神经网络模型进行了实证研究.结果表明,基于神经网络的简化平均值模型适用于发动机稳态工况和节气门开度变化率不大的动态工况;神经网络模型适用于发动机稳态工况和特定的动态工况.     

基于CompactRIO的柴油机整机振动测试与分析

发动机在运转时不可避免地产生宽频、多振源和多主频的振动,深入研究发动机在不同工况下的振动特征对被动隔振器设计和发动机振动主动控制具有重要的实用价值。在分析了485型柴油发动机振动激励特征的基础上,建立了发动机振动检测的动力学模型;利用加速度传感器和动态力传感器,借助美国国家仪器公司的CompactRIO数据采集硬件,编制了多通道振动数据采集与处理程序,研制出了发动机振动测试系统;利用该系统完成了发动机多工况稳态振动特征和非稳态工况振动特征的测试与分析,得出了485型柴油发动机振动特征等信息,这些工作对发动机隔振技术研究奠定了坚实的技术基础。     

基于非线性卡尔曼滤波器的双通道传感器故障检测及隔离方法

航空发动机是典型的非线性系统,传统的基于线性模型的故障诊断算法忽略了高阶非线性特性,对诊断结果有一定的影响.本文建立了发动机改进平衡流形展开模型,提出了基于改进的平衡流形展开模型与容积卡尔曼滤波器相结合的双通道传感器故障诊断及隔离方法,利用双传感器的冗余性实现了快速灵敏地故障检测与隔离.所提方法在CFM-56发动机的模拟机上进行仿真试验,试验结果证明了所提方法的有效性.