计入轴倾斜的曲轴-轴承系统动力学摩擦学耦合分析

以柴油机曲轴-轴承系统为研究对象,建立了计入主轴颈倾斜时弹性曲轴-轴承系统的动力学摩擦学耦合分析模型;采用ADAMS和Matlab联合仿真,在额定工况下进行了弹性曲轴动力学和主轴承摩擦学耦合分析;着重分析了计入曲轴主轴颈倾斜时,主轴承摩擦学行为和曲轴动力学响应之间的相互影响。计算结果表明:计入曲轴主轴颈倾斜,主轴承最小油膜厚度大幅度下降,最大油膜压力大幅度升高,曲轴轴承系统动力学特性以及响应也发生变化。

计入曲轴倾斜时曲轴-轴承系统动力学摩擦学和弹性力学耦合分析

采用动力学仿真软件ADAMS和有限元分析软件ANSYS,辅以手工编程相结合的方法,研究了计入曲轴倾斜时某4缸柴油机曲轴-轴承系统动力学、摩擦学和弹性力学(曲轴的刚度和强度)耦合分析问题。根据耦合特点,先解决曲轴-轴承系统动力学、摩擦学和刚度耦合析问题,再解决曲轴动应力计算问题的解耦方法。研究结果表明:计入曲轴颈倾斜,主轴承最小油膜厚度大幅度下降,最大油膜压力大幅度上升,曲轴动力学响应也发生变化,曲轴疲劳寿命下降23.24%。

含裂纹的曲轴-轴承系统动力学、摩擦学和断裂力学耦合分析

以动力学分析软件ADAMS和有限元分析软件ANSSYS为工具,与自编润滑分析程序相结合,研究具有裂纹的曲轴-轴承系统动力学、摩擦学和断裂力学耦合问题。裂纹扩展深度是曲轴动力学响应的慢变参数,采用插值法对耦合问题进行解耦,并提出了"等效直径法"建立具有裂纹的弹性曲轴有限元模型,从而解决利用ADAMS软件求解具有裂纹的弹性曲轴-轴承系统动力学和摩擦学耦合问题。研究结果表明:随着裂纹深度的增加,裂纹附近主轴承的最大油膜压力和最小油膜厚度减小,轴颈中心径向振动响应振幅增大,曲轴裂纹的等效应力强度因子最大值也随之增大。

具有裂纹的曲轴-轴承系统动力学与摩擦学耦合分析

以实测示功图为计算依据,以4缸柴油机的曲轴-轴承系统为研究对象,应用动力学仿真软件ADAMS耦合分析了具有裂纹的曲轴-轴承系统动力学行为和摩擦学特性,提出了"等效直径法"建立具有不同深度裂纹的弹性曲轴有限元模型.由于裂纹的扩展是曲轴动力学响应的慢变参数,从启裂到曲轴断裂采用线性插值法,分别建立具有不同深度裂纹的曲轴-轴承系统动力学和摩擦学耦合分析ADAMS模型并求解.结果表明,裂纹对其附近的曲轴轴承的动力学和摩擦学性能影响较大,随着裂纹深度的增加,裂纹附近的主轴承反力、最大油膜压力峰值和最小油膜厚度均减小,但曲轴轴颈中心径向振动响应振幅增加.

曲轴-轴承系统动力学摩擦学和弹性力学耦合分析

以四缸柴油机为研究对象,采用自编程序和ADAMS、ANSYS相结合的办法,耦合分析研究了曲轴-轴承系统的动力学特性、摩擦学特性和弹性力学特性,并将损伤积累理论应用于曲轴疲劳强度计算。分析结果表明:这种耦合分析结果和传统的非耦合分析结果有很大不同;对曲轴-轴承系统同时发生的机械行为进行耦合分析,对于提高内燃机工作可靠性,改善性能是必要的。

计入摩擦的压缩机弹性曲轴-滚动轴承系统动力学分析

以某W型压缩机的曲轴-滚动轴承系统为对象,采用多体动力学仿真软件ADAMS,研究了额定工况作用下计入运动副摩擦的曲轴-滚动轴承系统动力学行为。在ADAMS中建立计入运动副摩擦的弹性曲轴-滚动轴承动力学模型并求解,得到了相应的动力学参数及运动副上摩擦力的变化曲线。同时也揭示出压缩机机械效率的动态变化规律。计算结果表明运动副摩擦对主轴承反力、轴颈中心位移响应有显著影响。所得到的结论对提高压缩机的机械效率和动力学优化具有指导意义。

V型压缩机曲轴-滚动轴承系统动力学分析与优化设计

以某V型压缩机的曲轴-滚动轴承系统为研究对象,利用ADAMS动力学仿真软件,研究了额定工况作用下曲轴-滚动轴承系统的动力学行为和动力学优化设计问题。首先应用Hertz公式和超静定问题的解法(力法)推导滚动轴承受力与变形关系的计算公式并得到数值解,再以整个曲轴-滚动轴承系统为研究对象,在ADAMS中建立弹性曲轴-滚动轴承系统动力学仿真模型并求解,得到了额定工况下主轴承反力、曲轴轴颈中心径向振动响应。以此为基础,建立曲轴-滚动轴承系统动力学优化设计数学模型,该模型以两个主轴承曲轴轴颈中心径向振动响应振幅的加权平均值为目标函数,以压缩机气缸中心线夹角为设计变量。最后利用参数化建模技术建立ADAMS优化模型并进行设计研究,得到了设计变量与目标函数之间的关系和最优解。所得到的结论对压缩机动态设计有指导意义。

船用柴油机曲轴转子-轴承系统动力学试验台的研制

根据大功率低速船用柴油机曲轴转子-轴承系统的动力学特性,研究了动力学试验台的设计原则、各个组成部分的功能、动力学试验台应具有的性能等问题,最后,成功研制出一台动力学试验台。该试验台可用于研究系统的时间响应、频率响应、轴心轨迹,检测气缸内的压力变化规律,控制曲轴的转速和气缸内的压力等。

计入轴瓦变形的曲轴轴承系统动力学摩擦学耦合分析

以一四缸柴油机曲轴-轴承系统为研究对象,建立了计入轴瓦弹性变形时弹性曲轴-轴承系统的动力学摩擦学耦合分析模型;采用ADAMS和Matlab联合仿真,在额定工况下进行了弹性曲轴动力学和主轴承摩擦学耦合分析;着重分析了计入轴瓦弹性变形时,主轴承摩擦学行为和曲轴动力学响应之间的相互影响。计算结果表明:计入轴瓦弹性变形,主轴承最小油膜厚度大幅度下降,最大油膜压力大幅度上升或小幅度下降,曲轴轴承系统动力学特性及响应也发生变化。

基于机电耦合的曲轴-滚动轴承系统动力学分析

以某W型压缩机的曲轴-滚动轴承系统为研究对象,利用动力学仿真软件ADAMS研究了压缩机从启动直至达到稳定转速这一动态过程的动力学行为。首先根据电动机的机械特性得到曲轴受到的转矩与转速间的关系曲线;再利用Hertz公式和超静定问题的解法(力法)推导出滚动轴承受力与变形关系的计算公式并得到数值解;最后分别在ADAMS中建立电动机-刚性曲轴-滚动轴承耦合系统动力学仿真模型和电动机-柔性曲轴-滚动轴承耦合系统动力学仿真模型,分别仿真求解并得到相应的动力学响应。所得到的结论对提高压缩机的动力学性能具有指导意义。

L型压缩机曲轴-滚动轴承系统动力学分析

本文以某L型压缩机曲轴-滚动轴承系统为研究对象,在ADAMS中建立模型研究该系统动力学行为,依据轴承结构材料特性处理轴承反力与变形关系,将其求解结果和以往做法得到的结果进行比较.结果显示,考虑轴承结构材料特性后曲轴颈振动响应有所增加,最大处峰值增量为18.081%,轴心轨迹基本保持原有形状,轴承反力相差不大,可见新方法进一步完善和发展了原有方法,提供了一种更加合理的求解方式.

活塞式压缩机弹性曲轴——滚动轴承系统动力学分析

以某W型活塞式压缩机的曲轴—滚动轴承系统为研究对象,利用动力学仿真软件ADAMS,研究了额定工况作用下弹性曲轴—滚动轴承系统的动力学行为。首先,在有限元软件ANSYS中建立弹性曲轴的有限元模型。其次,利用Hertz公式和超静定问题的解法(力法)推导出滚动轴承受力与变形关系的计算公式并得到数值解。最后,在ADAMS软件中建立弹性曲轴—滚动轴承系统动力学仿真模型,仿真求解并得到相应的动力学响应。所得到的计算结果对进一步了解压缩机动力学性能和主轴承设计有指导作用。

基于动力学和摩擦学分析的曲轴疲劳强度分析

以某4缸柴油机曲轴为研究对象,根据曲轴的承载特点,提出了基于曲轴—轴承系统动力学和摩擦学分析的曲轴动应力计算方法,即在曲轴有限元分析时通过在曲轴轴颈表面动态施加包含曲轴—轴承系统动力学和摩擦学特性的动态油膜压力计算曲轴动应力,最后把损伤积累理论应用于曲轴疲劳强度计算。计算结果表明:动应力在曲轴轴颈表面的分布主要取决于油膜力对其弯曲和扭转作用以及应力集中效应,动应力随时间的变化与内燃机的发火次序密切相关。与传统方法相比,由损伤积累理论计算的曲轴安全系数下降了5.34%。

钻井泵曲轴动平衡理论分析

在转子动力学的基础上,采用连续分布式阶梯梁模型的思想建立了钻井泵曲轴的动力学分析模型,研究了钻井泵曲轴动不平衡量与振动量之间的关系,并推导出了它们之间的关系方程。结果表明,只要测得轴承处的晃动值就可以确定钻井泵曲轴的总动不平衡量,为曲轴的动平衡设置平衡重提供了理论依据,进而控制钻井泵的振动。