曲轴扭振分析CAE方法改进与探讨

轴系扭振分析是发动机及其附件设计制造中的重要环节,工程上多采用一维集总参数法,但其计算准确性始终存疑,半拐刚度的计算精度和一维模型的置信度是发动机曲轴系扭振CAE分析的关键。对比分析了几种半拐刚度计算方法的优缺点及准确度,以某发动机曲轴系为研究对象,建立了有效的半拐刚度有限元模型,并分析了实际扭转中心的位置及其对刚度计算的影响,在此基础上,总结了一种较准确的半拐刚度计算方法。运用三维有限元法得到的轴系扭振固有特性结果来校核评估了半拐刚度计算和集总参数模型的准确性,最后在发动机台架上进行了轴系扭振试验。结果表明,基于实际扭转中心的有限元刚度计算方法具有较高的准确性,基于三维校核的集总参数法的计算结果和台架实验结果具有良好的一致性,为工程应用提供了很好的参考。

大型往复压缩机曲轴开裂的原因及改造

对一台六列M型往复压缩机曲轴多次在一级曲柄销上发生开裂的原因进行了分析,并研究实施了简便可行的调整轴系扭转振动固有频率的改造措施,有效消减了轴系的扭转振动,消除了曲轴在一级曲柄销上开裂的事故隐患。

发动机曲轴扭振仿真分析与研究

为提高发动机运行的平稳性以及整机性能,研究了发动机曲轴扭振问题。以EQH200-30发动机曲柄连杆机构为研究对象,首先利用ADAMS软件对无约束条件的曲轴进行6阶模态振型分析,然后分析了曲轴发生共振时4种临界转速扭转振幅,最后利用快速傅里叶变换(FFT)对额定转速下的扭转振幅进行操作。结果表明:曲轴连杆在前端轴、曲柄销与曲柄臂连接处发生了弯曲和扭转变形,随着频率的增大,扭转现象越发明显。而在曲轴发生共振时,对4种转速扭转振幅分析后发现,额定转速下最大振幅与实验数据吻合度较高,验证了仿真的可行性与准确性。对额定转速下的扭转振幅进行FFT操作,得到了相应的频域响应曲线,得出前轴端发生扭转变形主要是受到该转速下的频率及谐次频率影响的结论。

风机的扭转振动及实例分析

本文结合实例,阐述了扭转振动产生的机理和条件,并对可能的后果作了介绍,最终给出了预防和解决扭振的方法。

曲拐弯扭耦合振动影响规律研究

基于圆盘非对称转子简化模型和达朗贝尔原理,建立了曲轴单拐弯-扭耦合非线性振动数学模型,并利用解析推导法和四阶龙格库塔的迭代数值求解方法研究了弯曲振动和扭转振动间的相互影响规律。研究结果表明,弯曲振动(或扭转振动)会耦合产生多种频率成分的扭转振动(或弯曲振动),耦合振动幅值随着激励频率和偏心距的增加而加大,且弯曲振动对扭转振动的耦合影响相对较大。

三缸汽油机的轴系扭振分析

运用EXC ITE Designer软件对某三缸汽油机的轴系扭转振动进行了分析,求出了系统的自振圆频率、临界转速、扭振振幅和转速不均匀性,并对轴系的扭转振动情况作出总结与评价。计算结果表明:该三缸汽油机的轴系扭振情况良好,与实际使用情况相符。

重型高速柴油机轴系扭振与减振器匹配优化

在重型高速柴油机中,曲轴系统作为发动机运动系中枢,既承受活塞连杆传递的载荷又要将扭矩通过飞轮传出,同时驱动正时系统和辅件系统,因此,要求轴系设计和外围部件的匹配满足运动学平衡条件,并对曲轴本体的三维振动进行有效的控制,同时也要保证外围部件的工作可靠。针对某柴油机轴系扭转振动特性与减振器匹配进行分析,利用实测扭振响应结果验证了计算模型的有效性,对硅油扭振减振器与曲轴的匹配进行优化,重点关注了减振器设计尺寸、硅油特性对其发热量和减振效果的影响,并进行试验验证。采用数值模拟方法建立的发动机曲柄连杆系统的分析流程和评价体系,在设计分析和故障诊断阶段可显著提高效率并发挥重要作用。

滑块式万向接轴扁头套筒有限元分析及断裂原因探究

利用有限元软件COSMOSWorks对某钢铁厂的滑块式万向接轴扁头套筒的受力状况进行了分析,并从微观和宏观两方面对扁头套筒的断裂实样进行了失效原因的探究。认为在理想的状态下,扁头套筒发生应力最大位置位于其根部圆角处。当扁头套筒的某些部位发生意外损伤时产生的缺陷,将会导致疲劳裂纹源的发生。该处裂纹源会逐步形成疲劳裂纹并在轧钢过程中不断发展,尤其是当万向接轴发生扭转振动时,疲劳裂纹将会迅速扩展并最终导致扁头套筒断裂失效。

汽车发动机曲轴断裂分析

某6缸发动机曲轴在运行8 910km时,第六曲拐颈断裂。对断裂曲轴进行了断口观察、化学成分复验、基体硬度和显微组织检验。结果表明,曲轴的拐颈断裂为扭转疲劳断裂,断裂疲劳源位于油道孔与倒圆角曲面交接处,此处的切削加工刀痕及金属损伤形成应力集中且处于最大主应力面上,因而引发扭转疲劳断裂。

机械式扭振激振器用曲柄摇杆机构设计分析

针对扭振激振器用曲柄摇杆机构的设计,采用MATLAB软件对曲柄摇杆机构的速度与加速度进行了分析.结果表明,采用曲柄摇杆机构的机械式扭振激振器的合理工作频率范围应小于8 Hz,并给出了该机构的合理设计尺寸.

火电机组引风机变频改造后轴系断裂的原因分析与处理方法

某火电厂大型引风机进行变频改造后发生了轴系断裂,对该风机-电机轴系建模,计算弯振、扭振强度,分析断轴原因。计算结果表明,风机组变频运行在某些转速时,进入轴系扭振的共振区,发生共振时应力超过了电机轴材料的疲劳极限,导致轴系在短时间内发生断裂。通过进一步计算发现,风机及电机轴系的一阶固有频率与激振力频率避开10%以上时最大应力大幅降低,轴系疲劳寿命大幅增加,轴系可以长期安全运行。最终提出避开共振频率的运行措施,为后续风机变频改造提供借鉴,避免此类问题的发生,对同类型改造有着广泛的指导意义。

某乘用车加速异响问题的排查及改进

文章以某乘用车加速异响问题为例,采用试验的手段进行排查和改进。首先,对问题点的现象及发生工况进行主观评价及客观测试,明确了350 Hz~450 Hz为异响频段。其次,测试动力总成本体上振动及拆除零部件等试验手段进行验证,明确了加速异响与曲轴扭转振动相关。最终,通过在整车上测试曲轴扭转振动及改进扭转减振器的工作频率,降低了曲轴扭转振动幅值,消除了加速异响。

传动轴扁头套断裂失效分析

采用宏观断口分析、金相及力学性能检验,对F7轧机主传动轴扁头套断裂进行了失效原因分析。结果表明,由于扁头套的锻造热处理不当,使得材料组织不均匀,冲击吸收能量远低于标准要求,在受到强烈冲击载荷作用下,最终导致了扁头套的瞬间断裂。

东风_8 型机车前万向轴系扭振简化模型分析与弹性橡胶联轴节参数的确定

从东风８型机车前万向轴的惯性断裂问题出发，在东风８、东风４型机车前万向轴系扭振对比测试分析的基础上，运用扭振简化模型，进行了理论结合实测数据的分析计算，解释了前万向轴早期失效的共振原因，确定了改善轴系扭振的弹性橡胶联轴节刚度值。

夹心取力器断轴故障分析及解决方案

夹心取力器在整车可靠性试验过程中出现输入轴断裂的故障。通过对坏件进行失效模式分析、材料工艺分析、 CAE分析找出失效原因。对取力器结构进行改进,并进行计算、试验,满足设计要求,解决输入轴断裂问题。