机床整机的动态特性分析

采用用户自定义矩阵单元来处理机床结合部的接触问题 ,在商品化软件平台上建立了机床整机的有限元模型 ,并对其进行了动态特性的分析。运用该方法来进行结构的性能预测 ,已用于工厂对机床的结构改进设计中。

近壁面网格尺寸对湍流计算的影响

采用不同的网格划分策略,利用FLUENT软件对长直圆管管内湍流进行数值计算.计算结果与半经验理论曲线的比较和分析表明,降低网格渐变率、提高径向网格数目以及调整壁面层网格的y+值均能够有效改善计算结果的精确性,而y+在其中起主要作用.针对同一网格划分策略,改变边界条件对计算结果精确性的影响相对较大,而改变模型引起的影响则相对较小,因此,不同边界条件应采取相应的网格划分策略尤其是选择合适的近壁面网格尺寸.

基于多体系统动力学的某V型发动机配气机构总成的动态仿真研究

针对某V型发动机配气机构,以ADAMS为仿真平台,建立了单个配气机构以及含凸轮轴柔性体的配气机构总成的多体系统模型,并对其进行相应的动力学仿真分析.结果表明,凸轮轴变形以及各缸配气机构的动力耦合,对配气机构的动态性能有一定的影响,凸轮轴轴承所承受的载荷主要受相邻气缸各气门机构凸轮载荷及其合力的影响.

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.

配气机构的多体系统动力学分析(英文)

运用多体系统动力学的原理来模拟配气机构的运动学和动力学特性 ,讨论了配气机构多体系统动力学建模和分析的方法 .由于配气机构中的柔体多是细长零件 ,可采用有限段的方法建立其模型 ,其它零件如凸轮、气门头等视为刚体 ,再施加上约束、力和运动激励之后即完成了整个系统模型的建立 .其动力学方程可采用拉格朗日乘子法建立 .作为一个应用实例 ,对云南内燃机股份有限公司生产的 4 10 0QB发动机的配气机构进行了建模分析 ,结果表明该机构的运行情况良好 ,但气门的通过能力以及凸轮

内燃机曲轴系振动响应的多体系统动力学分析方法

介绍了运用多体系统动力学进行内燃机曲轴系振动响应分析的方法。通过综合运用 CAD建模、有限元分析以及机械系统仿真等技术 ,可以建立包括曲轴柔性体以及随曲轴一起转动的零件刚性体在内的整个曲轴系的模型 ,计算零件间的相互作用 ,分析曲轴的动态变形。建立了某车用内燃机曲轴系的多体系统动力学模型 。

一种基于后处理的自适应方法在活塞应力场、温度场分析中的应用

本文从工程角度出发 ,充分利用有限元分析后处理的结果 ,对单元误差均布的h型自适应网格划分算法进行了改进 ,使得精度要求在不同结构区域是自适应变化的 ,也就是在应力集中、温度梯度大的一些工程上较为重要的部位精度要求高一些 ,而在一些非关键部位精度要求则适当放宽。将这种方法运用于某发动机活塞应力场、温度场的自适应分析中 ,收得了较好的效果。

某V型柴油机机体瞬态动力学分析与疲劳寿命预测

对某高强化V型柴油机运动机构进行多体系统动力学分析,将获取的动态工作载荷应用于有限元瞬态动力学分析,计算了机体在激振力作用下的动态响应,得到了结构的应力-时间历程。研究结果表明:V型柴油机机体隔板一点处应力变程由不同侧气缸的最高燃烧压力所引起且隔板上对称位置的应力分布趋势大致相反。根据该机体的材料和受力特点,应用临界面法预测了机体上若干位置的疲劳寿命,认为机体肩胛的圆角处由于受到典型的拉压载荷作用,易发生疲劳破坏。相关的样机台架试验表明:按照考核工况谱测试,经过387h试验,机体第二横隔板左侧产生裂纹。预测结果与试验结果相吻合,证明该计算的正确性。

柴油机气缸盖的耦合场分析及应用

应用现代设计方法实现了柴油机气缸盖流场、温度场、应力场的耦合分析,探索了柴油机热、流、固耦合计算的一般方法和具体实施技术。考察了关键结构对气缸盖温度及应力大小和分布的影响程度,并且就缸盖入口流量对缸盖冷却的影响进行了分析。

基于拓扑优化方法的牵引车车架优化设计

建立了牵引车车架的有限元模型并进行了多工况静力学分析,基于OptiStruct软件,对多工况拓扑优化常见问题提出了工程实用的解决方法,实现了牵引车车架结构优化设计。通过优化前后计算结果的对比分析,说明基于变密度法的拓扑优化技术能有效进行牵引车车架优化设计,避免结构设计的盲目性,优化结果为同类产品结构设计提供了参考。

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。

柴油机曲轴的多轴高周疲劳寿命估算

针对某V型八缸柴油机曲轴,首先对曲柄连杆机构进行多体系统动力学仿真,得到曲轴连杆颈载荷随时间的变化关系;然后建立曲轴有限元模型,施加随时间变化的载荷边界条件进行瞬态动力学分析,得到危险点的应力时间历程;分别采用适用于多轴高周疲劳的基于等效应力的Basquin公式和基于临界面法的McDiarmid模型对该曲轴进行多轴疲劳寿命估算。结果表明基于临界面法McDiarmid模型的计算更合理。

汽车脉冲输入平顺性的仿真分析

该文讨论了运用虚拟样机技术 ,进行汽车脉冲输入平顺性仿真分析的方法 ,针对本校研制的电动牵引车建立了包括悬架、车体和人 -椅系统在内的多体系统模型 ,并通过建立轮胎的UA解析模型和三维路面模型来计算轮胎与地面的相互作用。通过仿真试验 ,对该车的平顺性能进行了评价 ,分析了悬架和座椅参数对该车平顺性的影响 ,从而实现了在该车的设计阶段 ,对其平顺性进行预测及分析的目的。

车辆传动轴系动态激励及其响应的仿真研究

应用动态接触有限元法模拟了齿轮啮合的动态过程,得到了齿轮啮合时变刚度曲线;并运用发动机曲轴系的多刚体动力学模型,仿真计算了其动力输出,得到了车辆传动轴系的激励。在建立车辆传动齿轮轴系动态有限元模型时,应用了一种用温度信号控制单元刚度的变化从而实现对齿轮啮合时变刚度变化模拟的新方法,计算了系统的动态响应;并且与以平均刚度代替时变刚度进行计算的结果进行了比较,可知计算传动轴系动响应时,在一定精度范围内,可以用平均啮合刚度作为一种近似的替代。

齿轮轮齿三维动力接触有限元分析

介绍了几何参数化建模和动力接触有限元仿真技术在齿轮应力分析中的应用,为齿轮轮齿的有限元仿真分析提供了通用、简便的一般方法,并对一对齿轮轮齿啮合过程进行了应力分析,给出了应用实例.

曲轴锻模CAD系统的开发

本研究所开发的曲轴锻模ＣＡＤ系统是一个建立在ＡｕｔｏＣＡＤ软件包上的辅助设计平台，它提供了一系列适用于曲轴锻模设计的实用功能，设计师可运用这些功能进行曲轴锻件、热锻件、预锻件及锤锻模的设计，同时还可利用ＡｕｔｏＣＡＤ的各种工具进行图形处理，本文也讨论了实用化软件的开发思想。

柴油机凸轮-挺柱的接触应力分析及疲劳寿命估算

针对某柴油机配气机构凸轮-平底挺柱摩擦副,综合采用多体动力学方法、Hertz理论和有限元静力分析方法,确定凸轮桃尖附近为危险位置。针对此位置,采用Abaqus/Standard准静态分析方法,分析了表面摩擦因数对凸轮-挺柱的Von Mises等效应力、切应力的影响。结果表明,随着摩擦因数的增大,Von Mises应力和切应力逐渐增大,最大Von Mises应力的位置从表面下一点逐渐移向表面。最后基于修正的Manson-Coffin寿命预测方法,对挺柱在不同摩擦因数下不同深度处的接触疲劳寿命进行了估算。研究发现,随摩擦因数增大,接触疲劳寿命逐渐减小,接触疲劳裂纹萌生位置逐渐靠近表面。

某柴油机连杆疲劳强度分析和结构优化

应用有限元分析软件ANSYS Workbench 14.0对某柴油机连杆的预紧工况、受拉工况和受压工况进行了有限元分析,得到了各工况下连杆的应力分布,并进一步对连杆的疲劳强度进行了分析。根据分析结果,对连杆小头油孔位置进行了改进;确定了设计变量为连杆小头与杆身的过渡圆角和靠近连杆小头横截面内的倒角,约束连杆的质量,以连杆等效应力最小为优化目标,进行优化分析。优化后的连杆无论在最大拉伸工况,还是在最大压缩工况,最大等效应力均有所降低,疲劳安全系数提高了5%,质量减少了2.8%,满足设计要求。

凸轮与平底从动件的接触变形与接触刚度计算

将凸轮与平底从动件接触视为二维线性接触,基于无限大半空间模型对从动件的变形量进行了分析,利用圆柱体二维线接触变形的计算方法对凸轮接触变形进行了计算,从而得到了凸轮与平底从动件的接触变形量与接触刚度理论计算公式。利用Palmgren公式和有限元方法对计算公式进行了验证,并分析了接触刚度与凸轮曲率半径、接触力之间的关系,结果表明:接触应力、接触半宽、凸轮接触变形量的理论计算值与有限元计算结果几乎相等,凸轮与从动件的接触变形量之和的理论计算值与有限元计算值相差小于5%;凸轮与平底从动件的接触变形之和、接触刚度都与接触处凸轮的曲率半径无关,而与凸轮与平底从动件间的接触力大小有关。

Adaptive FEM Analysis of the Temperature Field of Pistons in Diesel Engines and Their Thermal Stress and Deformation Calculation

The adaptive FEM analysis of the temperature field of the piston in one diesel engine is given by using the ANSYS software. By making full use of the post results provided by the software, the posteriori error estimation and adaptive accuracy meshing algorithm is developed. So the blindness of the mesh design through experiences can be avoided, and the accuracy requirement is adapted to the relative temperature gradient distribution across the entire domain. Therefore the meshes and solutions can be obtained at the same time. Based on the temperature field analysis, the thermal stress and deformation fields are calculated as well. The results show that the stress concentrates on the edge of the piston pin boss and the inside surface of the first ring groove, and the deformation of the head of the piston is greatest. But the difference between the long and short axes of the bottom cross section is greatest.