基于多体动力学的连杆强度分析

连杆作为发动机最重要的零部件之一,工作过程中受急剧变化的动载荷影响,容易发生断裂失效,必须具有较高的强度和可靠性。采用多体动力学仿真进行边界条件求解,确定连杆的最大压载荷和最大拉载荷,在此基础上进行静强度计算得到三个工况下的应力分布,计算出危险截面的安全系数。分析结果表明连杆在4000 r/min时承受载荷最大,在此工况下应力集中截面为连杆小头与杆身过渡处、连杆大头与杆身过渡处、油孔及小头孔内部下半部分,最大应力值为641Mpa,在材料许用应力范围内。几个危险截面中安全系数最小为1.34,设计安全,并具有一定的强度储备。     

基于多体动力学和有限元分析的汽油机连杆疲劳强度计算

基于AVL公司的Excite Power Unit软件进行连杆的多体动力学计算,得到连杆小头在发动机一个循环下的一维受力曲线,然后采用Abaqus软件进行连杆的有限元分析,得到连杆的三维应力分布,最后利用MSC.Fatigue软件导入多体动力学计算结果和有限元应力分布结果进行疲劳安全系数计算,得到疲劳安全系数的分布,从而为发动机连杆的优化设计建立基础。     

基于多智能体的发动机智能控制仿真与试验研究

本文研究了多智能体在发动机控制中的应用。所提出的发动机多智能体控制系统是由不同功能的多个独立智能体组成，通过信息融合，可将发动机控制的各种任务分配给不同的智能体。每个智能体完成各自承担的任务，由一个系统的智能体监控、协调所有智能体的动作并负责整个控制系统的运行。该控制方法的显著特点是模仿人的思路将复杂的问题简化，选择不同方法对多工况、非线形系统进行有效地控制。控制软件采用分层模块化结构，便于采用分时多任务机制，提高了控制效果。仿真和试验结果表明：多智能体控制系统比常规控制方法具有更好的稳定性、更快的动态响应特性。     

某星形活塞发动机主连杆多轴疲劳强度分析

为评估某航空星形活塞发动机主连杆结构强度,建立曲柄连杆机构运动学和动力学分析模型,得到主连杆载荷特性。建立了考虑结构接触非线性因素的主连杆应力计算有限元模型,通过由模拟装置得到的实测应力数据对模型进行了标定,进而计算得到整个工作循环内的动态应力场。结果表明:副连杆引起的附加弯矩是影响主连杆杆身危险部位应力过高的主导因素。在此基础上,考虑结构表面工艺状态等因素的影响,基于临界平面法对主连杆多轴疲劳强度进行了校核。结果表明:该连杆杆身与大头过渡区域处疲劳安全系数较低,计算危险点与实际疲劳裂纹位置一致。     

连杆静动态强度计算的对比及应用

传统的连杆强度分析多采用静态强度分析方法,忽略了连杆轴承的润滑作用和连杆在工作运转过程中的动态效应。而动态强度分析方法则可以分析连杆轴承的润滑性能,并能考虑动态效应,因而更加全面和准确。随着内燃机的不断强化,动态效应的影响将逐渐增大,因此有必要进行更准确的动态强度分析。本文针对某型号连杆,分别采用静态计算和动态计算2种方法计算应力场和疲劳安全系数。结果表明对连杆进行动力学的研究具有重要意义。     

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...     

柴油机曲柄连杆机构多体动力学仿真分析

基于多体系统动力学理论,实现对某柴油机曲柄连杆机构的动力学仿真分析,得到了活塞侧推力、曲柄销受力及主轴颈载荷等动力学参数。通过活塞侧推力和曲柄销受力的传统算法与现代算法的对比,证实基于现代算法的柴油机曲柄连杆机构的动力学仿真分析的方便性与先进性,并为此类型柴油机曲柄连杆机构的优化设计提供了依据。     

内燃机曲柄连杆机构运动动力学分析的柔性多体建模方法

提出了一个新的运行动力学模型，将连杆视为柔性体，将机构处理为由互相连接的刚体和柔体组成的多体系统，通过多刚体系分析及结构动力分析，得到多体系统的运动方程；将系统中的机械接点用一组依赖于耦合的参考坐标和弹性坐标的代数约束方程描述，并通过Ｌａｇｒａｎｇｅ乘子引入系统运动方程，得到一组由广义坐标及Ｌａｇｒａｎｇｅ乘子表示的混合微分／代数方程组。用Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒａｐｈｓｏｎ及直接数字积分算法求解此混合方     

基于多体系统仿真的内燃机配气机构动力学分析

针对某柴油发动机的配气机构系统,建立了其多体系统动力学模型,并基于多体系统动力学方法进行多体动力学仿真分析,得到配气机构系统主要运动件间的作用力,为后续内燃机整机振动和噪声的分析和预测提供更为精确的边界条件.     

高功率密度柴油机连杆强度分析

采用仿真分析的方法计算了高功率密度(HPD)柴油机的工作过程,并以此为基础计算了HPD柴油机连杆所受机械负荷,利用有限元方法分析了连杆受最大载荷时的应力和变形。计算结果表明,不同转速下HPD柴油机的最大压缩载荷比常规功率密度(TPD)柴油机高0.5~2倍以上,最大拉伸载荷则相差无几;最大压缩载荷并不出现在标定转速工况;与常规功率密度柴油机相比,连杆应力的增加与机械负荷的增加基本呈线性关系。     

发动机连杆裂解加工关键技术的研究

介绍了连杆裂解加工原理与连杆裂解加工后的质量要求，在此基础上介绍了适合于裂解加工的连杆材料及各种材料的性能和应用范围；对采用不同锻造工艺参数的C70S6连杆进行了裂解加工试验，最终确定了适合于裂解加工的该种材料的连杆锻造工艺；分析了连杆断裂截面形状对裂解加工质量的影响，给出有利于裂解加工的断裂截面形状；通过大量的裂解试验与数值分析确定了初始裂纹槽3个几何参数槽深h、张角α和曲率半径r的取值范围；最后介绍了定向裂解设备及工艺参数，并提出了“背压”裂解加工方法可提高裂解加工质量，获得性态优良的断裂面。     

基于动力学的柴油机连杆疲劳仿真

为评估某大型柴油机连杆的疲劳特性,建立了模态缩减的动力学模型,获得连杆的循环载荷历程,结合以轴瓦高出度过盈的加载方法,模拟了整个工作循环的动态应力变化,随后基于多轴疲劳模型并采用两种等效方法,预测了连杆的疲劳危险位置。结果表明,该连杆的最小安全系数出现在杆身油孔处,满足疲劳要求。针对动态载荷历程,按历程的拐点和极值法真实高效的反映连杆动态疲劳,不仅能反映拉压为主的杆身及油孔的疲劳危险位置,还能体现纵向摆动对大小端孔的疲劳影响,安全系数误差在3%以内。     

12VPA6舰用柴油机曲柄连杆机构冲击响应分析

以曲柄连杆机构为例,基于有限元和多刚体动力学模拟,提出了对于正常运转下的柴油机零部件进行冲击响应的计算方法。运用visual Nastran for desktop(VN4D)和Pro/E软件,采用“瞬时结构假定”,计算了机构部件的冲击响应。结果表明:连杆满足抗冲击要求,曲轴的临界冲击载荷约为10倍的重力加速度,柴油机需要进行抗冲击保护。     

柴油机连杆结构强度仿真及试验研究

对某柴油机连杆进行静强度试验研究,得到了连杆的应力分布情况。利用三维实体建模软件对连杆总成进行实体建模,通过有限元软件对其进行静力分析,仿真结果与试验结果吻合。利用仿真结果对连杆进行了疲劳安全分析,确定其结构的可靠性。     

柴油机连杆有限元计算及疲劳强度分析

利用I-DEAS软件建立了连杆三维实体模型,通过有限元计算得到不同工况下的连杆应力分布,依据分析结果运用疲劳极限图对6V150柴油机连杆的疲劳强度进行了定性评价,最后选择大小端杆身凹槽的倒角圆半径作为参数研究了对连杆强度的影响。     

某柴油机连杆三维有限元分析

柴油机连杆在工作过程中承受复杂的载荷,因此需要具有较高的抗疲劳强度和结构强度。以3L16CR高压共轨柴油机连杆为研究对象,根据受载情况对其进行有限元分析,经过结构强度和疲劳强度分析计算得到连杆应力分布、应变、安全系数和疲劳寿命。为柴油机连杆的强度计算以及可靠性设计提供了依据。     

某双燃料发动机的连杆CAE分析及优化设计

针对某型号天然气/柴油双燃料发动机,在其连杆的设计和开发过程中,运用ABAQUS和FEMFAT软件对连杆进行CAE分析,原设计连杆接触分析显示接触开度不满足安全要求。为此对连杆进行优化设计,优化后的连杆CAE分析表明:连杆杆身与大端接触面采用弧形设计能有效解决连杆接触开度问题,且优化后的连杆变形、接触应力及高周疲劳(high cycle fatigue,HCF)强度都在许用范围之内,满足设计安全需要。这一结论可为提高双燃料发动机的设计安全性提供有效的科学方法和可靠的理论依据,并为后续连杆装机验证提供有力的理论支撑。     

创新型连杆结构对比分析

分别建立沿小头孔轴线杆身断面的传统连杆及垂直小头孔轴线杆身断面的新型连杆实体模型,运用ANSYS软件对传统连杆及新型连杆进行有限元静力分析。讨论了两种结构形式在结构强度和刚度上的差异,为连杆的创新型设计提供理论参考。     

内燃机活塞销与连杆小端撞击的动力学分析

根据内燃机工作原理和动力学理论,分析推导出了活塞销与连杆小端撞击的速度公式,讨论了影响活塞销与连杆小端撞击的各种因素及与活塞敲缸的区别。