某四缸发动机振动分析及减振设计研究

汽车的振动噪声一直汽车工程领域研究的热点问题,发动机振动是造成汽车振动的最主要原因之一。针对某四缸发动机设计研发过程中,增加扭矩、提高功率所带来的整机振动问题,本研究从理论上分析了直列四缸发动机振动时各阶次的激励作用特征,并基于多体动力学理论对某四缸发动机进行振动仿真计算,依据整机振动烈度的计算结果,为发动机减振设计提供开发策略。研究发现,直列四缸发动机引起整机振动的最主要阶次为2阶、4阶和6阶,同时考虑轴系局部变形时,需关注单缸激励所引起的0.5阶次;整机刚度虽满足模态计算要求,但左、右后悬置Z向测点振动烈度较大,需进一步增强后悬置支架的支撑刚度,为发动机减振开发提供理论指导和设计依据。

某汽油发动机减振皮带轮轮毂腹板开裂分析及优化

介绍了某款汽油发动机试验中出现减振皮带轮轮毂腹板开裂的失效问题分析及优化措施。运用鱼骨刺图工具分析失效原因,结合仿真分析软件,发现在轮毂腹板结构设计、加工和铸造存在问题,进而优化其结构,经过验证将问题解决。此优化设计方法为减振皮带轮设计开发提供了参考。

内燃机轴系扭振模拟装置的研究及应用

本文提出了一种内燃机轴系扭振实验装置。该装置可模拟分析实际轴系的扭振特性,检验各类扭振减振器的使用性能,也为各种扭振研究工作提供了较完善的实验手段。本文论述了该装置的设计原理和研制过程以及它与国际上其它同类设备的比较,并介绍了对实际发动机的模拟研究和减振器性能的实验。

基于应变-寿命理论的曲轴疲劳分析研究

基于曲轴的的弯曲疲劳试验载荷对曲轴进行有限元模拟,并运用应变-寿命理论预测了曲轴在弯曲疲劳试验条件下的疲劳寿命。为保证计算的准确性,对曲轴的淬火残余应力进行了测量,并将测试结果应用于疲劳寿命计算中。计算结果与试验结果的对比表明:计算寿命大多数点落在了试验寿命3倍的分散带内。针对曲轴存在较高的淬火残余压应力的受力特点,对现有的计算模型进行了有针对性的修正,修正模型的计算结果基本都落在了试验数据2倍的分散带内。

发动机曲轴压入型橡胶扭转减振器鼓形与装配性能的优化

研究了压入型橡胶扭转减振器的鼓形设计方案和装配性能优化的方法。首先论述了压入型橡胶扭转减振器装配性能指标及其测试方法。基于有限元分析,计算了压入型橡胶扭转减振器装配性能指标,并与实测值进行对比验证。鼓形影响扭转减振器装配性能是一个多因素、多指标的试验问题,利用正交试验分析方法,对扭转减振器装配性能进行影响因素的分析。采用BP神经网络遗传算法,对压入型橡胶扭转减振器鼓形进行优化设计,将优化得到的结果和实测结果作对比分析,最大相对误差小于10%。

不同结构曲轴的疲劳强度分析

利用有限元方法 ,对某大功率发动机两种结构曲轴进行了静态强度分析 ,并通过等效应力法校核了该两种结构曲轴的疲劳寿命 ,为该发动机曲轴设计提供了理论指导。

电磁作用对轻度混合动力系统振动和噪声的影响

为了了解轻度混合动力系统运行当中的振动和噪声问题,围绕电机电磁作用对机体表面振动噪声影响以及电机瞬态工况对系统性能的影响进行了试验研究。研究表明,电磁作用对机体表面振动的影响是通过轴系扭转振动变化进而引起机体表面振动速度改变体现出来的。同时进行了电机瞬态变化对动力系统影响的分析研究,结果表明,电机电磁力矩瞬时突变引起的冲击干扰不大,不会影响动力系统的性能。

曲轴强度的一种计算方法

本文介绍了曲轴强度的一种计算方法。本方法是基于把曲轴看成一根刚性支承的连续梁,并假设在各单位曲柄长度相同的前提下,各单位曲柄刚度相等,经过这些简化后,建立起一种计算模型。通过推导,得到一组较为简单的计算公式。本计算方法与以往的计算方法不同,它比弹性支承连续梁法简单,便于在设计阶段对曲轴进行强度计算,而又比简支梁法更接近曲轴的实际受力情况,结果比较准确。文章还初步分析了采用本计算方法的理由和导致这些结果的原因。

内燃机轴系扭振减振器的最优化设计

本文以多质量综合分析法结合现代最优化技术对内燃机轴系扭振减振器进行优化设计,通过对减振器参数在可能范围内的优选组合以使整个轴系动态特性达到最优。其中包括发动机在全部运行工况范围内轴系扭振幅值的均方根值最小及各部位间的相对幅值小于许用值。这样既保证了曲轴运转安全可靠,又使轴系转动能量的耗散最小。本文以一台6缸柴油机为例,进行了轴系扭振减振器的最优化设计,装机实验结果表明其性能达到了预期的效果。本文还提出了内燃机轴系扭振减振器最优化设计的全套电算通用程序。该程序可适用于各种大、中、小型内燃机轴系扭振减振器的优化设计,也可用于弹性阻尼减振器及动力减振器的设计。

基于HM的汽油发动机曲轴优化分析

以某直列4缸汽油发动机的曲轴为研究对象,采用CATIA建立3D模型,在HYPERMESH(HM)自带的求解器中进行静力分析、模态分析和疲劳分析,得出了应力、应变、固有频率、疲劳寿命、损伤循环周期.再进行数据整理,由各参数的对比最后选出最优的方案.

内燃机曲轴角振动振型的停缸识别法

根据内燃机动力学和曲轴的简谐角位移基本关系式，提出了内燃机曲轴角振动振型的停缸识别法．某缸质量某谐次角振动相对振幅正比于各缸正常工作和该缸停缸分别引起的测点该谐次角位移矢量差的幅值．在内燃机各缸正常工作情况下，当测点某谐次角位移幅值约等于零时，某缸质量该谐次角振动相对振幅正比于该缸停缸引起的该谐次角位移幅值．对4—8缸柴油机的仿真和实验结果表明，相对振幅识别的最大误差为4．00％．

基于虚拟样机的3缸机曲轴系扭振分析及优化研究

3缸发动机的结构特点使得其惯性力和力矩相对于4缸机难以平衡,其曲轴系的扭转振动更难控制,从而严重影响发动机运转过程中的NVH性能。为改善发动机曲轴系扭振及整机NVH性能,采用一维与三维多体系统仿真体系对某3缸发动机扭转振动进行了分析预测,并进行试验验证,而且对3缸机的扭振特性与扭转控制进行了深入解析与研究。结果显示,虚拟样机能够精确地复现发动机的实际工作状态,其曲轴系上采用的非承载式曲轴扭振减振器使该款发动机的扭振保持在较好水平。

曲轴圆角滚压残余应力的分布研究

圆角滚压是提高曲轴疲劳强度和综合机械性能的重要手段之一。对现有的曲轴圆角滚压强化机理进行梳理,在ABAQUS中依据曲轴圆角滚压的工艺过程对已建立的曲轴有限元简化模型施加载荷等边界条件,同时从曲轴滚压后残余应力分布的角度对曲轴在动力学上进行滚压的数值模拟,分析了曲轴滚压后的圆角处残余应力的分布和大小,得到残余应力在圆角处的总体分布趋势。发现滚压后曲轴强度得到强化的同时,在圆角两边缘区域也形成了削弱其强度的周向应力环带。

发动机曲轴轴颈与轴承损坏原因及预防措施

通过对发动机曲轴轴颈与轴承损坏原因的分析 ,重点阐述了发动机在使用与维修中预防损坏的措施和方法。

《机械振动学》课程教学改革初探

从机械振动学的课程内容体系、教学组织形式和教学方法上进行了教学改革的探索,目的是加强课程建设、培养学生的创新能力,增强学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,经过实践收到一定的成效。

某军用发动机振动模态的实验研究与计算

为了研究军用发动机整机结构的动力学特性,在各子结构——机体、曲轴、缸盖和曲轴箱三维实体模型的基础上,组装成整机模型。采用实验研究和理论计算相结合的方法,对此整机的振动模态进行了研究。由于部件间结合面的刚度与阻尼特性难于理论分析和实验提取,采用了虚拟材料来模拟结合面特性,通过反复修正虚拟材料的特性常数,使得整机有限元振动模态分析结果与实验结果吻合。从而说明所建立的整机的有限元模型是正确可靠的,为整机结构进一步的动态仿真研究奠定了基础。

发动机振动模态的实验研究与计算

为了研究发动机整机结构的动力学特性,在各子结构——机体、曲轴、缸盖和曲轴箱正确的三维实体模型的基础上,组装成整机模型.采用实验研究和理论计算相结合的方法,对此整机的振动模态进行了研究.由于部件间结合面的刚度与阻尼特性难于理论分析和实验提取,采用了虚拟材料来模拟结合面特性,通过反复修正虚拟材料的特性常数,使得整机有限元振动模态分析结果与实验结果相吻合.从而说明所建立的整机的有限元模型是正确可靠的,为整机结构进一步的动态仿真研究奠定了基础.

内燃机主轴承轴心轨迹测量误差的影响因素

以某四冲程内燃机为对象,在内燃机试验台架上实际测量了多工况下主轴承的轴心轨迹,基于实测数据分析了传感器安装角和轴承半径间隙的测量偏差对主轴承轴心轨迹测量误差的影响。结果表明:传感器安装角偏差在±1°范围内时对轴承轴心轨迹的测试精度有一定影响,但影响不明显;轴承半径间隙偏差对轴承轴心轨迹测试精度有很大影响,随轴承半径间隙偏差增加,1个内燃机工作循环中轴承偏心率误差和位置角误差最大值都按比例增大。

谐振式曲轴疲劳试验误差分析及载荷标定方法

建立了谐振式曲轴弯曲疲劳试验振动系统的数学模型,推导了动载荷的原型函数;结合试验观察的数据,分析了载荷标定的误差来源,着重对应变测量环节的误差进行了详细探讨并进一步推导了可用于标定拟合的动载荷原型函数的合理形式。据此函数形式,建立了标定拟合的数值算法。实践检验表明,这种改进的标定计算方法符合谐振加载的基本规律,适应性强,标定精度高,优于其他拟合方法。

机车柴油机曲轴断裂故障分析

通过对曲轴几类典型断裂故障的分析研究,更深入地认识曲轴断裂故障的过程和原因。为机车柴油机检修运用中防止、灭绝这类故障,探索出重要经验和规律。