农用单缸柴油机油箱动态特性识别研究

针对某型农用单缸柴油机油箱在标定工况下受多源激励作用产生的振动问题,融合傅里叶分解方法(FDM)、同步压缩小波变换法(SWT)以及模态分析技术的优势识别油箱动态特性。采用FDM-SWT方法进行标定工况下油箱半载状态振动响应信号的自适应分解与时频特征提取,消除模式混叠对分解结果的影响,提高时频分辨率,获取油箱表面振动信号的主傅里叶固有频带函数分量及其时频特性。采用模态分析技术识别油箱空载状态与油液作用下油箱半载状态的固有振动特性,在研究油箱振动响应特性与其结构固有特性两者相关性基础上,找到导致油箱结构动态特性变差的薄弱环节。通过下箱体底部采用增加压凹加强筋结构设计措施提高油箱结构刚度,避开结构共振频率,优化油箱的动态特性。

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。

ZH1110型柴油机机体动态特性研究

采用 MSC/ NASTRAN软件对 ZH1110型柴油机机体进行了有限元分析 ,得到了机体的各阶固有频率和模态振型 ;并采用脉冲激振法进行了机体模态实验 ,计算值和实验值吻合较好。通过对该柴油机机体模态振型分析 ,发现曲轴箱和气缸头部连接区域是该机体的薄弱部分 ,提出了结构设计的具体改进意见。改进后该机体更接近于等强度设计 ,并减轻质量 2

柴油机机体辐射噪声预测及低噪声改进设计

为降低柴油机的整机噪声,采用虚拟预测技术对发动机的机体进行了低噪声改进设计.首先建立了由柔性机体、柔性曲轴和刚性连杆、活塞、平衡轴组成的单缸柴油机的多体动力学模型.通过动力学仿真求解得到传递给机体的各种激励力,再根据FEM/BEM耦合的方法求解出整机的辐射声功率级,仿真得到的结果与实验结果吻合较好.最后通过对原机体的结构进行改进设计,不仅降低了整机的声功率级,减小了机体对油底壳、齿轮室盖的激励,还节省了约5 kg的材料.

四缸内燃机机体结构模态分析

以某直立四缸柴油机为例 ,用 Pro/ Engineer软件在建立底部被约束的机体三维实体模型的基础上 ,对机体结构进行了约束模态的有限元分析 ,得出了机体结构的前 2 0阶约束模态的固有频率及相应振型 ,并与机体自由模态分析结果进行了比较。结果显示出了机体各部分结构振动的强弱分布以及抗振薄弱区 ,揭示了不同频率范围内机体结构振动模态的特点。同时 ,分析结果表明 :约束模态的固有频率及振型都与自由模态有显著的差别 ,因此考虑约束边界条件的机体模态分析对揭示机体结构的动力学特性是非常有必要的。

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。

4100QB柴油机机体的形状优化及灵敏度分析

为了提高柴油机机体裙部刚度,该文以4100QB柴油机机体为研究对象,使用Hyper Works/Optistruct软件,采用形状优化的方法,进行了设计变量对响应变量的灵敏度分析,完成以提高机体裙部刚度为目标的优化设计。形状优化求解时选取了最大爆发压力工况、活塞侧向力最大工况、主轴承水平分力最大工况3种计算工况,设计变量为机体上与曲轴箱相关的12个结构尺寸,约束函数为机体的应变能、节点的水平位移、机体的质量,目标函数为使得机体裙部相关振型模态频率加权和最大。模拟计算结果显示机体的应变能和固有频率有不同程度的改善。该文的研究方法对于机体类零部件优化设计具有借鉴作用。

不同网格划分对机体有限元模态分析结果的影响

利用有限元对柴油机机体进行不同网格数量划分的模态分析,通过分析对比,得出了不同精度和不同网格划分数量对模态分析结果的影响,为其他同类结构的模态分析提供了理论依据。

YC4108Q柴油机机体的动态特性分析及结构改进

以广西玉柴最新开发的YC4108Q柴油机机体为研究对象。通过试验模态分析,获得了机体的基本振型和相关频率;以试验数据为依据,结合三维CAD软件UG和大型结构分析软件MSS.NASTRAN的优势,通过应用不同的单元划分网格进行比较,建立了机体的三维有限元动态计算模型;利用已建模型,对机体结构进行了分析并得到改进方案。

柴油机机体模态分析与结构改进

为降低机体的表面结构振动和噪声辐射,采用ANSYS有限元分析软件建立了495型柴油机机体的有限元模型,对其进行自由模态分析,并对机体进行了试验模态分析。通过有限元结果和试验结果比较,验证了计算模型的准确性。根据模态分析结果,得出机体的固有振动特性。在该模型的基础上,增加了梯形加强板结构,使其固定于机体油底壳法兰底部。计算结果表明,铝制加强板能提高机体裙部刚度,抑制机体裙部的开合振动,有效地提高机体的固有频率。

大功率柴油机机体三维模态分析

本文采用三维有限元法对柴油机机体进行了模态分析和研究。其中，采用８节点６面体单元构造了较详细的计算模型。并采用频移法来处理总体刚度矩阵的奇异性。文中以一台高速大功率柴油机为例，计算了机体的固有频率和相应的振型。其计算结果与试验值很相吻合。

基于特征建模的柴油机机体有限元分析

应用Pro/E特征建模技术和ANSYS有限元软件,建立了某大功率柴油机机体的有限元模型,采用了符合实际的边界条件施加方法,在预紧状态和最高燃烧压力两种工况下对其进行受力分析,确定了机体的最大应力部位;同时对机体的疲劳安全性进行了校核。结果表明,采用此有限元方法可为机体的评估和多方案改进设计提供计算依据。

柴油机机体有限元建模及模态分析

建立了YC6108柴油机机体的实体模型,研究了其有限元模型的建立,并进行了有限元模态分析.研究了模态分析方法、单元的阶数、有限元网格的密度和均匀度等因素对模态分析结果的影响.通过研究,得出了建立内燃机机体的有限元模型的一些原则.

CF139柴油机机体模态分析

以CF139柴油机机体为研究对象,利用PRO/E三维软件和ANSYS有限元软件建立了结构的实体模型和有限元模型,采用2种方案进行了机体的模态分析计算,获得了机体的基本振型和相关频率。应用模态试验验证ANSYS模态分析和模态综合法的精确程度,从而为进一步分析奠定了基础。

提高柴油机机体刚度的试验模态研究

利用试验模态方法,对494柴油机进行了机体的模态试验和分析,得到反应机体动态特性的振型以及固有频率。通过封闭机体前端主轴承孔上方的孔,改变孔的形状;增加孔周围的壁厚同时改变机体排气侧加强筋的布置与尺寸的方法,对机体进行了结构修改,优化了机体结构,并对改进后的机体又进行了试验模态分析。结果表明:优化后的机体结构在分析频段(0～2000)Hz范围内的振型由原来的十一阶变为九阶,且中低阶模态频率有明显的上升,改进后的机体刚度有了提高,机体结构的动态特性有了改善。

车用柴油机机体及油底壳的动态特性分析

采用脉冲激振模态试验和有限元模态分析对某车用柴油机机体和油底壳进行了模态分析,得到了其主要固有频率和模态,分析了主要激励源特征和结构响应特征,提出结构优化方向,为进一步的强迫振动和噪声分析奠定了基础。

三缸柴油机机体约束模态分析

利用UG5.0软件建立了某三缸柴油机机体的三维实体模型,应用Ansys有限元分析中常用的Lanc-zos法,采用4种不同约束条件对其进行了模态分析,分别计算出机体结构的前10阶约束模态的固有频率和相应振型,并对分析结果进行了比较。通过振型比较分析,发现施加不同约束固有频率提高的幅度不同,振型也有较大变化。另外针对机体振动的薄弱部位,提出了相应的改进措施,从而为该柴油机机体结构的改进设计及机体的动态响应分析提供可靠的依据。

基于试验/计算混合模型的动力传动装置混合建模与仿真

为实现高效率、高精度地进行针对复杂结构的动态分析,从子结构的基本思想出发,提出了采用试验模态分析与有限元分析相结合的混合仿真的构想,并在Virtual.Lab平台上实现了该方法。以基于试验测试的柴油机模型和基于有限元分析的传动箱模型为例进行验证,结果表明,该方法与组合级的动力传动装置有限元计算精度基本一致,但规模和效率却远远优于后者。因而,该方法能用较少的计算次数和较短的时间得到较精确的动特性参数。

不同网格密度的柴油机气缸体有限元模态分析

建立了YC6108柴油机气缸体的实体模型,并进行了有限元模态分析。重点比较了在不同网格划分精度下,有限元模态分析的结果。研究表明,对于柴油机气缸体这类薄壁铸造的复杂构件,进行有限元模态分析,需要采用很细的网格划分,才能保证较精确的结果。

气缸垫对机体受力状态的影响

本文结合某四缸柴油机产品开发过程中出现的机体裂纹现象 ,采用实验应力分析方法研究了气缸垫对气缸体受力状态的影响 ,并通过对气缸垫结构的改进设计解决了机体裂纹现象。