发动机曲轴系多体系统动力学仿真研究

针对某柴油发动机的曲轴系系统,建立了其三维实体多体动力学模型,并基于多体系统动力学方法进行了多体动力学仿真分析,得到相关载荷参数,为后续内燃机整机噪声分析和预测提供了更为准确的边界条件.     

内燃机曲轴系多体动力学研究

针对发动机的曲轴轴系系统,可以建立其三维的实体多体动力学模型用于研究,并且能够应用多体动力学的分析法对模型进行模拟分析,获取相关的载荷参数,为内燃机震动及噪音的产生及消除提供内容支持。本文简要概述了内燃机的曲轴以及多体动力学,并指出关于内燃曲轴系的多体动力学分析的模型建立以及边界条件,以更好地进行研究。     

发动机曲柄连杆机构多体动力学建模的若干问题

基于多体动力学理论,利用Por/E与ADAMS建立了某型车辆发动机曲柄连杆机构多体系统动力学模型,讨论了模型质量特性的要求,模型从Pro/E导入ADAMS建立多刚体系统,利用有限元软件ANSYS生成曲轴柔性体及柔性体引入,并最终建立多体动力学系统等相关问题,为类似问题的分析研究提供了参考.     

高等教育出版社学术著作推荐

正书名:机械系统动力学与应用作者:覃文洁王国丽著出版时间:2021年3月定价:89.00元机械系统动力学建模分析原理和方法的集成研究对象覆盖集中质量、刚体和柔性体理论涵盖离散系统的弹性振动和多体系统动力学学理与致用并行——软件介绍和分析实例为读者实际应用提供指导内容简介本书首先介绍了有关机械系统动力学的一些基本概念、常用动力学方程以及相关的数学理论基础;然后按照研究对象由集中质量到刚体再到柔性体的思路,阐述了离散系统的弹性振动、多刚体系统动力学和多柔体系统动力学的基本原理和方法;最后介绍了基于通用机械系统动力学仿真软件ADAMS平台进行机械系统动力学建模分析的基本步骤及其方法,特别是结合作者的科研教学实践,给出了机械系统动力学的应用实例,以培养读者综合运用所学的数学、力学以及有关专业课程知识进行机械系统设计分析的能力,适应当前机械设计工作的需要。本书可作为高等院校机械、汽车、内燃机、宇航等相关专业研究生或高年级本科生的教学参考书,也可作为从事相关工作的工程技术人员和科研人员的参考用书。     

探究风力发电机的柔性多体动力学

论文通过柔性多体动力学的方法来对风力发电机做出研究。衡量一台风力发电机的整机性能,关键在于探究这个风力发电机的动力特征,并通过在ADAMS中建立风力发电机的叶轮多柔体分析模型,对相应的风力发电机系统做出加载以及动力学分析,从而得到各部件的相关数据参数,通过得到的相关数据,与刚性体叶片特征进行对比。为将来的更大型的、更强力的风力发电机的设计研究提供参考。     

计及环境特征的柔性多体系统动力学理论

对柔性体非线性变形场进行了描述,将柔性体变形场表达为直至变形广义坐标的二阶小量的形式,基于Kane方程建立了任意形状柔性体动力学方程。采用Huston的低序体阵列描述多体系统的拓扑结构,以此为基础进行系统的动力学分析,同时依据Kane方程建立了一般柔性多体系统的动力学方程。在建立一般柔性多体系统动力学方程的基础上,研究了计及环境特征的柔性多体系统,将环境特征作为外部约束引入柔性多体系统,建立了带有约束的一般柔性多体系统动力学方程。     

基于刚柔耦合与联合仿真的AUV发动机动力学研究

结合多刚体动力学和多柔体动力学理论,建立自主式水下航行器发动机中相关柔性体的刚柔耦合运动学、动力学数学模型;在ADAMS中生成虚拟样机,在Matlab／Simulink中建立发动机控制模型,然后基于ADAMS／Control模块与Matlab／Simulink接口得到发动机多刚体联合仿真模型,并利用相关实车数据对其进行了验证;在ANSYS软件中生成柔性体有限元模态中性文件,导入多刚体联合仿真模型,得到刚柔耦舍的联合仿真模型。     

基于ADAMS与NASTRAN的刚柔耦合体动力学分析方法

介绍了一种基于ADAMS与NASTRAN的刚柔耦合体系统动力学仿真方法,论述了多柔体动力学的理论基础、柔性体模型的定义方法、系统动力学特性的仿真流程以及相关的仿真技巧.最后通过一个算例验证了这种方法的有效性.     

基于多体动力学模型集成的深海采矿系统联动仿真

采用多体动力学建模仿真程序Recur Dyn/Track构建海底履带式集矿机多体动力学模型,实现了海底底质特殊力学模型在集矿机多体动力学模型中的二次开发与集成。开展小型履带式试验样车行走性能测试,与相应二次开发多体动力学模型仿真结果相比较,进一步验证二次开发建模方法的计算准确性。基于多体离散元法,应用Recur Dyn Process Net平台进行二次开发,采用C#语言编写建立超长采矿管线多体离散元动力学模型的自动参数化建模计算程序。集成海底履带式集矿机多体动力学模型与采矿管线系统多体离散元动力学模型,实现了深海采矿整体系统的多体动力学模型集成构建与联动仿真,获得并分析联动过程各子系统空间运动状态变化、子系统间相互作用力变化等动力学特性,为实际深海采矿系统的整体集成设计、性能预测及作业操控提供了参考。     

基于多体系统仿真的内燃机曲柄连杆机构动力学分析

为解决如何真实模拟内燃机振动噪声激励载荷的关键技术问题,本文基于多体系统动力学方法,实现了对某型号柴油机曲柄连杆机构的动力学仿真分析,得到了相关载荷参数,为后续内燃机整机噪声分析和预测,提供更为准确的边界条件。     

基于虚拟样机的发动机曲轴系动力学仿真分析

基于多刚体和柔性多体系统动力学理论,在虚拟样机软件平台下,针对分析问题不同的侧重点,建立了某型号发动机曲轴系多刚体和柔性多体动力学模型.仿真计算得到曲柄销载荷、活塞缸侧推力以及曲轴的扭转振动谱线等动力学参数.从一个角度证实了基于虚拟样机技术的发动机曲轴系动力学仿真分析的方便性与可靠性,并为发动机曲轴系的设计提供了依据.     

柴油机曲轴柔性多体动力学仿真研究

基于柔性多体系统动力学分析曲轴缸体系统运动,同时准确计算出曲轴与缸体间的作用力。轴系系统模型包括曲轴、缸体以及飞轮,所有部件均做柔性化处理,求出柴油机在不同工况下载荷的变化情况。研究结果表明,柔性多体系统动力学可以较好反应轴系系统动力学运动过程。     

内燃机曲轴轴系多体动力学分析

基于虚拟样机技术,采用结合有限元法(FEM)的多体系统仿真(MSS)方法对汽车发动机曲轴进行扭转振动分析。建立了包括柔性体曲轴在内的内燃机曲轴系统的多体动力学模型。根据多体动力学进行模拟仿真计算,将计算值与实测值进行对比分析,发现仿真结果与实测结果吻合较好。并由此模型对发动机采用停缸系统时的扭振特性进行模拟,分析了计算结果,提出了较好的停缸方案。     

曲轴系统的数值模拟分析

基于柔性多体动力学理论,借助虚拟样机技术,在微机平台上搭建了计算机辅助集成技术(CAX)辅助集成分析环境.建立了某型号发动机曲轴系统的虚拟样机模型,并对该系统进行了真实工况下的仿真分析,给出了系统中相关零部件的时域分析图,得到了关键部件曲轴的实时应力和危险部位.仿真结果与理论分析基本一致,为虚拟样机在曲轴分析中的可行性应用提供了理论参考.     

船舶柴油机曲轴系的动力学仿真

为分析船舶柴油机轴系振动及对船体结构的影响,运用SolidWorks和ADAMS软件构造了4160型船用柴油机轴系的刚体动力学模型,利用虚拟样机技术对曲轴系进行了运动学和动力学仿真,研究了活塞的运动学、连杆和曲柄销载荷的仿真曲线。仿真结果表明,建立的仿真模型与实际相符,为进一步研究船舶柴油机整机振动提供了一种新的设计方法。     

Simulation on the motion of crankshaft with a slant crack in crankpin

A new model for vibration analysis of a crankshaft with a slant crack in crankpin is proposed, and the influence of crack depth on the transient response of a cracked crankshaft is investigated. A slant cracked shaft element is developed by deducing the local flexibility due to a slant crack. The frequently occurred slant crack in crankpin is studied, and a new finite element model of crankshaft including the slant crack in crankpin, which combines the slant cracked shaft element and Timoshenko beam elements, is derived. The support of engine block and the switching behaviour of the crack are considered, and the non-linear equation of motion for cracked crankshaft-bearing system is set up in a rotating coordinate system. The motion of a crankshaft of a four in-line cylinder engine with and without an initial crack is simulated. The influence of the crack depth on the transient response is investigated. The numerical simulation demonstrates that the current model is valid for simulating the motion of cracked crankshaft system. The results show that a useful foundation is laid for crack detection of crankshaft.     

基于刚柔耦合多体系统的发动机曲轴疲劳分析

在LMS(Leuven Measurement&System)中建立某型V8发动机曲轴系统的多体动力学模型,通过刚柔耦合动力学计算,得到部件的模态参与因子,将模态参与因子与模态进行线性叠加,得到部件的载荷历程,并将其作为疲劳分析的输入数据;利用LMS.Virtual.Lab的Durability模块对曲轴进行有限元疲劳分析,获得精确的曲轴疲劳寿命值和损伤分布.结论是:通过系统多柔体动力学仿真可以得到各阶模态参与因子的时间历程曲线和部件的载荷历程,同时保证了模态参与因子与有限元模型匹配;曲轴集中应力最大且寿命最短处为轴颈与曲柄的过渡圆角处.     

基于VC++和ANSYS的曲轴三维模型有限元分析系统的研究

以“最符合实际工况、最少量简化”为原则,基于VC＋＋和ANSYS接口技术开发了参数化三维整体曲轴有限元分析系统,设计了友好的类型导航界面,借助VC＋＋前台开发友好、方便、易用的人机交互界面,对复杂的、难于理解和掌握的ANSYS命令流进行后台封装,能够大大减少曲轴研究与设计的工作量.此技术既具有曲轴专用分析软件方便、高效的优点,又具有大型通用软件稳定、可靠的优点.     

曲轴NTR弯曲镦锻物理模拟系统相似性分析

分析了曲轴NTR弯曲镦锻物理模拟系统与原型系统的几何相似性、运动学相似性与动力学相似性。根据相似定理,两系统几何条件与运动学条件可以实现精确相似,并能在相关性水平α=0.05的情况下实现动力学近似相似。基于此物理模拟系统,以42CrMo钢6G32曲轴为原型,采用铅轴坯进行NTR弯曲镦锻物理模拟试验,所得锻件出现了曲轴原型系统模锻工艺中容易产生的塌角与飞边现象,且主体结构尺寸与原型锻件设计尺寸之间符合系统几何相似常数,系统传感器记录的模具成形载荷数据与预期变化趋势吻合。     

内燃式水平对动空气压缩机的多工况动态特性分析

针对传统的内燃机驱动的活塞式空气压缩机工作过程中振动大,噪声大的问题,提出了内燃式水平对动空气压缩机原理方案,基于虚拟样机技术建立了内燃式空气压缩机曲轴轴系的动力学仿真模型。采用ADAMS软件对其进行了多种工况下的运动学和动力学分析,给出了作用在曲轴上的动态载荷及变化规律。运用有限元分析软件ANSYS对曲轴进行了模态分析,得到了曲轴前六阶模态的振型和响应的频率。建立了曲轴系刚柔混合体动力学模型,完成了内燃式水平对动空气压缩机曲柄连杆机构多柔体动力学仿真。