多体系统动力学在配气凸轮型线改进设计中的应用

介绍了运用多体系统动力学进行配气机构运动学和动力学特性仿真的方法,并对4102QB发动机的下置式配气机构进行了分析,发现其凸轮型线有待进一步优化.采用4种不同参数的低次分段组合Ⅰ型凸轮型线、两种高次多项式型线和复合摆线设计了7种型线,并将其运用于该配气机构的多体系统动力学模型中.通过分析比较,找出了较为理想的凸轮型线.     

UG环境下内燃机配气机构动力学模型的建立与仿真

针对内燃机配气机构的工作要求,得到气门的运动规律并建立多体动力学的设计模型.在UG平台上建立凸轮轮廓曲线并建立机构虚拟样机.在NX/Motion Simulation模块中运用ADAMS实现了机构运动仿真,得到内燃机进气门的位移、速度和加速度运动曲线等动态机构运动特性.运动仿真的结果能够反馈至CAD模块并修改和完善配气机构几何尺寸与装配关系等.     

排气门强制开启机构的动态性能研究

排气门强制开启机构的动态性能直接影响发动机轻载节油配气机构的工作性能和可靠性,在Adams中建立了配气机构多体动力学模型,模拟分析排气门强制开启机构的动态性能.仿真分析表明,排气门强制开启力为518.7 N,与实测值556 N接近,活塞推杆能够在排气门开启最大升程附近顺利进入凹槽强制开启排气门.     

柴油机配气机构动力学建模与分析

发动机配气机构有限元分析作为基础试验的重要支撑,在现代机械设计中非常必要.以直列四缸柴油机配气机构性能优化设计为研究目标,系统计算与确定柴油机热力学与动力学关键参数.首先采用多体动力学方法建立配气机构动力学模型,计算静应力有限元分析结果,得出零部件动力学模型中的模块参数.然后利用Sharp 3D软件对配气机构进行动力学...     

配气凸轮机构动力学计算

将汽车发动机配气凸轮机构简化为单自由度质量—弹簧振动系统动力学模型,用有限差分法求解其运动微分方程,并得出气门运动线图．     

天然气发动机配气凸轮型线的改进设计

利用AEXCITE TIMING DRIVE软件,建立某四气门天然气发动机运动学和动力学模型,对原有发动机配气机构进行性能分析,发现了原机配气机构存在丰满系数小、落座冲击大、接触应力过大、有轻微反跳和飞脱问题.通过改进设计凸轮型线的缓冲段和工作段型线,模拟结果表明,进气门丰满系数从原机的0.56增加到0.58,排气门丰满系数从0.53增加到0.57,增加了发动机的充气性能,同时也解决了气门落座冲击大、反跳问题,减少了凸轮与挺柱间的接触应力.发动机性能试验结果表明,改进设计后的配气机构同时也改善了发动机的动力性能,提高了功率和转矩.     

UG环境下内燃机配气机构的运动仿真

针对内燃机配气凸轮机构的工作要求,在UG NX4平台上绘制凸轮轮廓曲线,建立了机构虚拟样机模型.在Scenario For Motion模块中运用ADAMS实现了机构运动仿真,得到内燃机气门运动的位移、速度和加速度曲线,其最大开隙、柔性冲击等机构运动特性满足理论的运动学要求.仿真结果能够反馈至CAD模块修改和完善凸轮机构几何参数与装配关系等.该方法能够迅速实现复杂机构的优化设计,为虚拟样机的开发及其运动学和动力学的研究做出了有益的探索.     

内燃机顶置配气凸轮型线的设计

设计顶置凸轮机构配气凸轮时,将气门理论运动函数的最大速度点和最大加速度点确定在理想的位置上,可有效地控制加速度曲线的基本形状,并提高了气门升程的丰满系数.然后根据气门和凸轮的几何传动关系,将确定的气门理论运动函数转化为对应的凸轮升程数据.凸轮设计和试验表明,这种设计方法是可行的,新设计的配气凸轮在改善发动机进气性能方面取得了一定的进展.     

高功率密度柴油机配气机构优化设计

针对原有高功率柴油机配气机构丰满系数较大,其他设计参数距离极限值存在较大裕度的状况,对其进行了优化设计.以配气机构的丰满系数与时面值为优化目标,采用分段函数法对配气凸轮型线进行了优化设计.针对配气凸轮各段不同的运行状态提出限制条件,以确定函数形式以及优化系数,最终得到配气凸轮的型线.对优化前后的配气机构进行了动力学以及进气性能分析,结果表明:在约束条件范围内,配气机构动力学性能与进气性能均有了较大的提高.     

内燃机顶置配气凸轮型线的设计

设计顶置凸轮机构配气凸轮时,将气门理论运动函数的最大速度点和最大加速度点确定在理想的位置上,可有效地控制加速度曲线的基本形状,并提高了气门升程的丰满系数．然后根据气门和凸轮的几何传动关系,将确定的气门理论运动函数转化为对应的凸轮升程数据．凸轮设计和试验表明：这种设计方法是可行的,新设计的配气凸轮在改善发动机进气性能方面取得了一定的进展．     

柴油机配气机构动力学特性的数值研究

针对柴油机配气机构研究不足的现状,在配气机构传统的单质量模型的基础上建立了更加切合实际的四质量动力学模型。该模型把传动链分离出来,简化为四个单独的集中质量,然后利用直接数值积分的方法对配气机构进行了动力学计算,并与单质量配气机构模型数据进行了对比分析研究,验证了该模型建立的正确性和优越性。     

约束系统特性对乘员碰撞响应影响的仿真研究

　Aim　To study the influence of restraint system performance upon the occupant's response during impact, and provide a scientific base for occupant restraint system design. Methods In the light of basic theory of multibody system dynamics and impact dynamics on the basis of classical theory of impact, R-W method is adopted to construct the vehicle-occupant system model consisting of fourteen rigid bodies, thirty seven DOFs and slip joints for the simulation. A software named SVC3D(3-dimensional simulation of vehicle crash) is developed in the FORTRAN language. Results The results of simulation have a good coincidence with those of tests and the restraint system with low elongation webbing and equipped with pretensioner provides better restraint effect for the occupant. Conclusion The model of vehicle-occupant multibody system and SVC3D are suitable for use. Occupant should be belted with low elongation webbing to a certain degree and occupant restraint system should be equipped with pretensioner.     

Dynamic Analysis of Flexible Multibody Systems for High-Rise Building Window Cleaning Gondola

A virtual prototype of high-rise building window cleaning gondola based on multibody system dynamics software MS（2. ADAMS is presented. The rigid bodies are modeled by CAD software and flexible bodies are modeled by discrete beam method. The whole machine＇s natural characteristics are analyzed and changed to frequency field. According to the results, the dangerous frequencies are avoided and the design can be optimized and the performance can be improved.     

ADAMS刚柔耦合多体系统动力学建模

刚柔耦合是多体系统最常见的力学模型,探讨其建模规律是多体系统动力学研究的重要内容.用ANSYS和ADAMS软件为一四杆机构分别建立了一个多柔体模型和刚柔耦合模型,以前者动特性为参考,研究刚柔耦合模型对系统动态特性的影响,探索多体系统刚柔耦合建模规律.结果表明,从低阶模态来看,各构件经恰当处理后刚柔耦合模型能够较好地反映系统的动态特性.     

母光栅刻划设备运动平台机械误差分析

为了确定母光栅刻划设备运动平台各项机械误差与设备最终刻划精度之间的数学关系,为设备的设计和制造提供相关理论依据。首先,采用多体系统动力学方法,确立了母光栅刻划设备运动平台的拓扑结构及低序体阵列。然后,分析确定了运动平台的机械误差所包含的各个误差项,并建立了运动平台机械误差与设备最终刻划误差之间的误差分析模型。最后,应用Matlab软件根据所建模型对母光栅刻划设备的刻划精度进行了仿真分析。仿真结果表明:各项机械误差综合结果在各轴向的分量都在±0.4μm范围之内,均满足母光栅刻划设备精度要求。所建立的误差分析模型具有简洁方便、便于编程等优点,可以作为设备设计时误差合成和误差分配的依据。     

基于有限元和多体动力学联合仿真的疲劳寿命预测

针对运动机构部件多轴疲劳载荷历程提取困难等问题，提出了基于联合仿真的疲劳寿命预测方法.结合有限元方法和多体动力学仿真分析获得部件的工作载荷历程，然后通过有限元方法和疲劳分析联合求解，预测部件的疲劳寿命.在动力学仿真部分，采用模态综合法获取部件的应力及载荷历程信息.寿命预测采用多轴裂纹萌生疲劳分析，其中部件的多轴特性通过二轴分析获得.以发动机曲轴部件为例，叙述了设计流程的应用过程.应用结果表明，该方法可以对疲劳事故的原因进行诊断，并且可以作为采用工艺强化措施的依据     

瓷套管避雷器的多体动力学模型与地震响应分析

为了在优化设计减震装置时减少计算工作量提高计算效率,针对特高压瓷套管避雷器,提出一种新颖的建立低自由度动力学模型的方法。首先,根据试验结果定量分析特高压避雷器的瓷套管与法兰胶装连接处的弹性特性,表明抗弯刚度沿着避雷器的轴向分布很不均匀,为可以离散化弹性特性从而建立避雷器的多体模型奠定基础。其次,将避雷器的每节瓷瓶单元看作刚体单元,设备整体的抗弯特性用法兰连接处的回转弹簧模拟,利用多体动力学理论,建立避雷器设备的多刚体—铰链—回转弹簧模型,并利用铰接点坐标法推导了该系统在地震动激励下的运动方程。最后,以1 000 kV某型号避雷器为算例,进行了静力分析和地震响应时程分析,计算结果与试验结果对比显示二者吻合地很好。结果表明:所提出的避雷器多体模型,形式简单,自由度个数与瓷套管单元个数相等,通常不大于6;利用该方法,方便建立加装减震装置的避雷器设备的动力学模型。该方法还容易推广应用到变电站中其他瓷立柱式电气设备的抗震分析中。     

基于Simulink的发动机落座力仿真分析

为分析气门-气门座寿命的重要影响因素——气门落座力．以EQ6100为例，提出了一种发动机配气机构落座力的计算方法．即在建立一种新的气门落座力分析模型后运用．Matlab软件中的Simulink模块对其进行仿真分析以求出气门落座力，在此基础上探讨了配气机构集中质量、预紧力、气门弹簧刚度对发动机落座力的影响，结果表明：集中质量和预紧力对落座力的影响较大．这为发动机气门机构的设计和寿命预测提供了依据。