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。     

船舶Ⅴ型柴油机曲轴多体动力学分析

针对Ⅴ型柴油机曲轴系统,将有限元法和多体动力学法结合一起,进行虚拟仿真计算分析.首先通过三维软件和有限元软件建立曲轴、轴承座及活塞等多体动力学模型,模拟发动机实际工况,通过多体动力学仿真分析得出曲轴加速度、速度和位移等数据.通过计算得出,采用有限元和多体仿真结合的手段,能够有效模拟柴油机曲轴动力学特性.     

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。     

船舶V型柴油机曲轴多体动力学分析

针对V型柴油机曲轴系统,将有限元法和多体动力学法结合一起,进行虚拟仿真计算分析。首先通过三维软件和有限元软件建立曲轴、轴承座及活塞等多体动力学模型,模拟发动机实际工况,通过多体动力学仿真分析得出曲轴加速度、速度和位移等数据。通过计算得出,采用有限元和多体仿真结合的手段,能够有效模拟柴油机曲轴动力学特性。     

基于有限元和多体动力学的柴油机曲轴强度与应力分析

以某12V柴油机曲轴为研究对象,利用非线性多体动力学与三维实体有限元法对其进行强度分析。首先建立曲轴等部件的三维实体有限元模型,采用子结构法对其进行结构缩减,导入多体动力学分析软件后添加连接单元,建立轴系非线性多体动力学模型;然后将多体动力学分析结果恢复到曲轴三维实体有限元模型,进行一个工作循环下的曲轴动应力分析;最后...     

柴油机曲轴的动态应力分析

本文采用多柔体动力学与有限元相结合的方法对某单缸柴油机曲轴进行了动态应力的仿真研究。通过与传统计算方法对比,可以看出,采用非线性多体动力学分析方法所获得的动态应力边界条件准确、可信;动态应力恢复结果表明曲轴过渡圆角处的最大应力主要是由轴向应力引起。     

基于ADAMS的柴油机曲轴多体动力学仿真

以某多缸发动机曲轴为例,采用动力学分析软件ADAMS对曲轴-连杆-活塞机构进行多刚体动力学仿真;结合有限元软件MSC.Patran/Nastran,运用模态分析技术,得到曲轴固有频率及振型,对曲轴刚柔混合体模型进行柔体动力学仿真,得到曲轴动态应力分布变化,更真实地反映了曲轴的工作情况。     

基于动力学和摩擦学分析的曲轴疲劳强度分析

以某4缸柴油机曲轴为研究对象,根据曲轴的承载特点,提出了基于曲轴一轴承系统动力学和摩擦学分析的曲轴动应力计算方法,即在曲轴有限元分析时通过在曲轴轴颈表面动态施加包含曲轴一轴承系统动力学和摩擦学特性的动态油膜压力计算曲轴动应力,最后把损伤积累理论应用于曲轴疲劳强度计算.计算结果表明:动应力在曲轴轴颈表面的分布主要取决于油膜力对其弯曲和扭转作用以及应力集中效应,动应力随时间的变化与内燃机的发火次序密切相关.与传统方法相比,由损伤积累理论计算的曲轴安全系数下降了5.34%.     

供油提前角对内燃机曲轴主轴承动力学的影响

为研究内燃机曲轴主轴承动力学的影响因素,建立曲轴一轴承柔性多体系统动力学仿真模型,在不同供油提前角的基础上建立曲轴主轴承轴心轨迹运动方程,采用有限差分法与欧拉方法相结合求解有限长滑动轴承雷诺方程,得出曲轴主轴承轴心运动轨迹及整周油膜压力分布。分析结果表明:曲轴主轴承轴心轨迹随供油提前角的增大而有向轴承中心移动的趋势,最小油膜厚度随供油提前角的增大而增大,因而在内燃机设计初期应当充分考虑供油提前角对内燃机曲轴主轴承动力学的影响。     

曲轴系统动力学特性的数字化仿真与试验研究

利用ADAMS建立了一种柴油机曲轴系统的刚性体和柔性体的动力学模型,通过仿真测试,得到柴油机的主轴承载荷,活塞侧向力等仿真数据,并针对两种系统分别对其特性进行了比较分析,将计算结果与试验结果进行比较,证明了仿真分析的可靠性,为此类型柴油机的曲轴轴系动力学耦合分析和优化设计提供了依据。     

曲轴强度疲劳计算的研究及应用

阐述了关于曲轴强度计算原理及方法,提出了多体动力学、有限元及疲劳软件联合计算的方法解决关于曲轴疲劳的计算方法,并运用该方法对某D系列柴油机的曲轴疲劳进行计算。     

综合消磁柴油发电机曲轴动态应力计算仿真

在分析综合消磁柴油发电机组的柴油机曲轴运动及受力的基础上,对曲轴系进行了力学及有限元建模,通过ADAMS构建了曲轴系的刚柔多体动态应力计算仿真模型。结果分析表明,该模型能够准确的反映曲轴系的运动和受力情况,其结果也为曲轴动态有限元的疲劳寿命计算提供了依据。     

TBD234V6型柴油机曲轴的试验模态研究

曲轴有限元模型是进行轴系多体系统动力学分析的主要部件,而试验模态是对有限元模型进行检验、补充和修正的重要手段.为获取准确的结构响应信息,基于试验模态分析的基本理论,对TBD234V6型曲轴进行了自由条件下的试验模态分析,并通过模态判定准则(MAC)检验模态识别结果.     

曲轴系统多体动力与油膜动力润滑耦合的数字化仿真研究

利用ADAMS以及MATLAB建立了某四缸机曲轴轴系与流体动力润滑的主轴承耦合多体动力学模型,得到了主轴承载荷、轴心轨迹及油膜最小厚度等数据。研究分析得出:与使用简化的转动约束轴承及线性轴承相比,考虑流体动力润滑耦合作用后,轴系得到的主轴承载荷及轴心轨迹的工作规律更接近实际系统。仿真得到的油膜轴承最小厚度及其工作特性为曲轴轴系动力学耦合分析和优化设计以及判断轴承工作的可靠性提供了重要依据。     

4105柴油机曲轴系自由模态及受迫振动分析

使用模态综合法,在Adams中建立刚柔混合的4105柴油机多体动力学模型,对曲轴系进行自由模态和受迫振动研究,通过受迫振动活塞侧向加速度和曲轴位移、位移速度等分析,探讨了曲轴运行状态下的扭振响应特性.结果表明,4105柴油机曲轴自由模态振型主要以弯曲变形为主,在2079 r·min-1、1882 r·min-1两个转速会产生共振,共振时刻4个气缸活塞侧向加速度同时达到峰值,而曲轴的位移、位移速度、应变能也同时达到峰值.     

WP7柴油机曲轴系的多体动力学分析

采用AVL/EXCITE-PU与ABAQUS软件,基于曲轴系多体动力学,对WP7柴油机进行模拟仿真,计算主轴承座轴瓦的反力;同时根据扭转振动的计算结果与测试数据的比较,进行有限元模型的验证与标定,从而获得机体结构噪声的主要激励源数据;通过动力学仿真,得出选用合适、有效的减振器可以降低轴系的最大应力,从而提高疲劳安全系数的结论。     

考虑曲轴倾斜和摩擦接触的主轴承润滑分析

采用有限元、多体动力学和弹性流体动力润滑理论来联合计算16V240ZJB型柴油机主轴承的润滑情况,将曲轴当作弹性体,以考虑曲轴的弹性变形对主轴承润滑状态的影响.曲轴工作过程中受外力的作用,会产生弹性弯曲变形,使主轴颈在主轴承内倾斜,甚至与主轴瓦的边缘发生摩擦接触,本文采用了Greenwood-Tripp粗糙接触模型计算接触摩擦力.根据AVL相关标准评价了润滑计算结果,九个主轴承均润滑良好,其中第8主轴承粗糙接触压力最大、油膜厚度最低,润滑的情况相对最恶劣.     

直列六缸发动机曲轴两种平衡方案的分析比较

针对某六缸直列发动机曲轴带有8块和12块平衡重的两种平衡方案,运用CAD建模、有限元分析以及多体系统仿真等技术进行了建模、仿真和分析,得到了各方案的主轴承载荷和曲轴固有频率,并通过计算各方案曲轴的内力矩讨论了其内平衡性能.综合计算结果进行比较分析后得出,8平衡重曲轴方案优于12平衡重方案.