柴油机油底壳穿孔板隔声罩优化设计

以某型柴油机的油底壳作为研究对象,对其声振特性进行识别与分析,确定设计穿孔板隔声罩的共振频带范围。使用粒子群算法针对共振频率进行穿孔板参数的优化设计,再通过阻抗管试验确定小孔分布对吸声性能的影响,并对穿孔板隔声罩进行多目标形貌优化设计以避开共振及激励频率。目标柴油机上加装优化的油底壳穿孔板隔声罩后,整机总声压级降低0.5 d B,降噪效果较好。

某商用车怠速油底壳异响问题分析

针对产品开发过程中某柴油车型发动机油底壳怠速时“呜呜”异响问题,通过噪声与振动的测试及仿真分析,对油底壳异响原因进行分析。结果表明,怠速时机油泵的工作激励频率与油底壳模态频率耦合,形成“呜呜”声,并通过油底壳表面辐射出来。进一步实验研究表明,随着机油温度的升高,机油泵功率、工作激励幅值会逐步减小,异响逐步减小。同时实验研究表明,机油量对油底壳模态频率有影响,油底壳内机油加注量越多,油底壳模态频率越低,油底壳表面振动幅值及异响均逐步减小。针对该异响问题,明确该发动机机油加注上限及下限时油底壳对应频率范围后,通过优化怠速转速,提高油底壳模态频率等使机油泵激励频率与油底壳模态频率避频,解决了该异响问题。

油底壳螺栓组紧固顺序的研究

为了能够挑选出最优的油底壳螺栓紧固顺序。本文以某柴油机为研究对象,设定4种油底壳螺栓紧固顺序方案,运用Abaqus进行螺栓紧固次序分析,得到各紧固螺栓的残余预紧力、油底壳安装面变形、油底壳自身应力、油底壳密封垫变形。综合计算结果,发现先拧紧四角,再拧紧中间,然后按照顺时针顺序紧固的方案最佳。计算分析过程可以为油底壳装配后密封稳定性提供设计依据。

空调室内挂机底壳注射模设计

介绍了某品牌空调室内机底壳的结构,材料采用高抗冲聚苯乙烯(HIPS)成型进行模具设计,模具结构采用三板模结构,选取7个点浇口对模腔进行浇注,模具制造成本约降低了20%。模具中,塑件的脱模采用分区设计,分别为3个定模先抽芯机构、5个动模滑块机构、4个斜顶机构及3种顶出元件,实现塑件的自动脱模。机构设计中,利用动模滑块延时驱动定模斜滑块实施先抽芯,利用开模动力通过钩块驱动定模斜滑块实施先抽芯,最大效率地利用了模具空间,使模具制造成本约降低了15%,该机构具有较好的创新性。设计了双斜顶杆顶出大斜顶头、斜顶杆采用导轨进行导向、利用动模滑块辅助将塑件从定模中均衡脱出等设计方法较好地解决了大面积顶出斜顶结构设计较困难的问题。

考虑流固耦合影响的柴油机油底壳模态及振动响应数值分析

油底壳是发动机的典型薄壁件,工作时不断承受动态载荷激励,其模态振型和振动响应对整机的可靠性和噪声、振动与声振粗糙度(noise vibration harshness,NVH)有着重要影响。本文以某柴油机拼接焊油底壳为对象,对其湿模态及振动响应进行了数值分析。首先,采用有限元法进行了自由状态下的干模态分析,并实测验证了数值模型的精度。然后,采用流固耦合的方法计算了湿状态油底壳模态,分析了实际工作时润滑油对结构特性的影响。最后,基于实测的螺栓振动进行了油底壳强迫振动响应分析计算,并通过振动测试验证了计算的准确性。测试结果表明,上述数值分析方法可以预测油底壳的工作状态下的振动特性,指导发动机的可靠性和NVH优化设计。

铝合金油底壳低压铸造工艺研究

铝合金油底壳属于薄壁类铸件,且内部存在复杂油道结构。本文研究了铸件结构特性、铸造热节、浇注系统、模具排气对油底壳产品的低压铸造工艺和典型铸造缺陷的影响,通过增设工艺网格改善铝液流动性及排气能力,通过对大平面位置设置排气道增加排气能力,通过优化产品壁厚保证独立热节补缩效果,使铝合金油底壳实现低压铸造生产。

某V型高速船用柴油机油底壳结构轻量化设计

以某V型高速船用柴油机油底壳结构为研究对象,基于油底壳数学优化模型,应用Optisrtuct计算平台,以质量最小为优化目标,对油底壳结构的板材厚度进行尺寸优化,对横隔板进行拓扑优化,确定油底壳板材厚度组合和横隔板构型的设计方案。结果表明:相较于原始传统方案,优化后的油底壳质量下降28.7%的同时,静强度储备提升18.9%,基频提升17.8%,实现了柴油机油底壳轻量化的目标。这验证了柴油机油底壳轻量化设计方法的可行性,能够快速得到较好的设计方案,能为柴油机其他部件轻量化设计提供方法借鉴。

发动机油底壳动态特性的数值研究

运用试验模态技术对油底壳空壳自由状态进行了模态试验,验证有限元模型分析结果的可靠性。油底壳约束模态分析表明,在油底壳空壳状态下,1阶固有频率符合设计要求;当考虑到机油质量后,1阶固有频率大幅下降,不能满足设计要求。为此提出了将油底壳上底面宽度减小(方案A)、在油底壳上底面加5根筋(方案B)2种改进方案,并进行了有限元模态分析。结果表明,方案B符合设计标准。在此基础上,以提高油底壳结构的1阶固有频率为目标,提出了油底壳形貌优化方案(方案C),将方案B中左右两边的筋去掉,只留下中间的3条筋。结果表明,方案C油底壳的固有频率与方案B无太大差别,其1阶固有频率满足设计要求,而工艺更加简单一些。因此,将方案C作为油底壳最终设计方案。

油底壳泄露分析及焊接工艺优化

油底壳的主要功能是储存机油并封闭发动机曲轴箱,在发动机停止运转的时候,发动机内的一部分机油会受到重力的作用回到油底壳,当发动机启动以后由机油泵把机油带到发动机的各个润滑部件去。将机油尺插入油底壳导管,可以测量到机油的油量。油底壳一般受力很小,多采用薄钢板冲压而成,但是在汽车行驶过程中,会产生一定的噪音。为了降低油底壳噪音,采用复合材料油底壳可以改善噪音,但随之带来油底壳与导管的焊接泄露问题。本文通过分析双层材料油底壳泄露问题,改进焊接工艺,解决了泄露问题。

某型16缸柴油机油底壳强度优化设计

机油系统具有润滑、冷却、散热、密封、清洗、防锈防腐等作用,要求具有一定的机油储量、适当的温度与压力以及清洁度。油底壳作为机油系统的储蓄池,其结构强度的设计对柴油机、机车的润滑冷却等功能的正常发挥起着至关重要的作用。本文以16缸柴油机油底壳为分析对象,在原方案的基础上进行了有限元计算分析,结果表明最大等效应力位于隔板通孔上部,数值278.31MPa,超过了材料的屈服强度,需要进一步进行设计优化。优化方案将隔板厚度增加至3mm,并在两端部设置了2mm厚的三角加强筋,计算结果表明最大等效应力降低为192.09MPa,优化前后结构的形变量都很小,应力应变变化趋势均匀。

基于Simufact Welding的油底壳焊接仿真分析

为制订某型号船用柴油机油底壳由铸造结构改为焊接结构的工艺,文中通过建立油底壳的三维有限元模型,利用Simufact Welding仿真软件,基于双椭球热源模型对油底壳的焊接变形和焊后残余应力进行分析。结果表明,利用该软件能够实现较大型壳体类焊接构件的焊接仿真分析,为油底壳的焊接工艺制订提供了行之有效的理论基础。

油底壳消失模铸造工艺技术探讨与实践

针对油底壳消失模铸造生产过程中的出现的变形、粘砂、夹渣、缩孔缩松、金相不达标铸造缺陷情况进行原因分析,通过对油底壳结构设计、浇铸系统、熔炼配化及浇铸工艺进行优化,结果表明:规范白模烘烤方式及埋箱造型工艺,制作定型卡板使用纤维棒固定粘接可控制铸件变形;选用(0.4~0.8)mm的型砂,造型时震实频率≥40 Hz,浇铸负压度≥0.04 MPa,浇注温度(1420~1460)℃,粘砂缺陷得到改善;选用大颗粒打渣剂,减少表面夹渣。在冷隔集中位置设置补缩暗冒口,采用封闭式浇注系统,使用圆柱形直浇道减少冷隔、缩孔缩松缺陷;原料Si/C控制在0.6~0.7,确保珠光体含量稳定,金相组织达标。

某自动变速器油底壳漏油分析与优化

油底壳作为自动变速器上非常重要的零部件,与变速器壳体之间的密封设计尤为关键。油底壳和变速器壳体结合面之间漏油是各汽车生产厂家面对的疑难问题,变速器油底壳漏油问题是由综合性因素导致,必须进行系统性分析才能找到根本原因。文章通过某车型自动变速器油底壳漏油问题进行分析研究,并对装配过程进行优化和改进,最终解决由于油底壳安装螺栓扭矩衰减导致的漏油问题。

基于形貌优化的低噪声油底壳设计研究

为了降低发动机油底壳辐射噪声,提出了由形貌优化到降低噪声的解决方案.根据薄壁结构振动噪声的形貌优化以提高某阶模态频率为优化目标的特点,介绍了根据噪声分析结果和有限元流固耦合模态分析结果来确定优化目标的方法.并结合油底壳的振动噪声分析方法来预测原油底壳和优化后油底壳辐射噪声值.结果表明,优化后油底壳辐射噪声得到了大幅度降低.在形貌优化方法用于油底壳的低噪声设计中,减少了重复设计验证的次数,可以大幅度缩短产品设计周期.

基于多目标形貌优化方法的低噪声油底壳研究

为了有效降低油底壳的辐射噪声,在设计阶段对初始油底壳的振动噪声水平进行了预测和评估,据此提出了以下结构优化方案:结合模态试验技术建立准确的初始油底壳辐射噪声预测数值模型,根据噪声预测结果,识别出对油底壳整体辐射噪声贡献度较大的峰值频率;结合油底壳自身固有频率,以降低油底壳整体辐射噪声为总目标,以降低预测噪声频谱中各主要峰值频率成分为子目标,建立多目标优化函数,进行油底壳结构形貌优化设计。结果表明,优化前整体噪声声压级为100.23dB,在合理布置板材冲压加强筋后,整体噪声降低了2.79dB。此优化方案减少了单目标形貌优化"设计-试验-改进设计"的重复性和主观性,降低了产品设计的成本,缩短了产品开发周期。

发动机油底壳辐射噪声预测方法的研究

介绍了对发动机油底壳进行噪声预测的两种方法。通过振动速度法,估算了油底壳辐射的声功率级。用FEM/BEM方法进行预测时,考虑了油底壳中润滑油的耦合作用,并对耦合情况与非耦合情况的计算结果进行了比较,表明耦合作用对油底壳的振动有较大影响,并与声强法测量的油底壳左右两侧的声强图进行了比较,声强分布基本一致。结论FEM/BEM方法是预测发动机油底壳辐射噪声的有效方法。

人机工程学鼠标底壳双色注塑模具设计

通过具有人机工程学复杂曲面造型的双色鼠标底壳零件,介绍了双色注塑零件可注塑性工艺分析方法,利用UG6.0对双色注塑的鼠标底壳模具进行了结构设计,比较详细地论述了在复杂曲面和双色成型双重特点下模具设计的考虑因素,着重介绍了双色模具内外抽芯机构设计过程和热塑性弹性体TPE外层包覆粘合的双色模具设计特点和成型方法。试模结果表明,该模具设计合理,制造方便,实现全自动双色注射成型操作,成型过程能力指数Cpk大于1.33,成型周期仅43 s,完全满足了鼠标底壳高品质和高效率的注射成型要求。

基于Pro/E及ANSYS Workbench的柴油机油底壳设计

针对一款全新设计的四缸柴油机,计算了油底壳机油容量;采用Pro/E软件建立了油底壳的三维模型,模拟了油底壳内最大及最小机油容量情况,以及最小机油容量时集滤器不存在吸空现象;采用有限元分析软件ANSYS Workbench对油底壳进行了模态分析,提出了提高其低阶频率的3种结构优化措施;经过装机试验,优化后的油底壳满足设计要求,设计方法可靠。

基于HyperWorks的柴油机油底壳有限元建模和结构优化

介绍了HyperWorks有限元分析流程和优化计算流程,讨论了建模中应注意的几个问题,并以4100QB柴油机油底壳为研究对象,在HyperWorks中建立以壳单元为基本单元的油底壳有限元分析模型,分析了该车架的前10阶固有频率,并以第一阶自然频率为目标,对油底壳模型进行形貌优化。

发动机油底壳的动态特性分析

将模态试验分析技术和有限元模态分析相结合,通过对发动机油底壳的模态试验分析、模态参数识别,得到了其固有频率和模态,提出了结构优化方向,为进一步地降低噪声奠定了基础。