494柴油機(jī)機(jī)體試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析與有限元仿真.pdf

1、機(jī)體支撐著發(fā)動(dòng)機(jī)上的各機(jī)構(gòu)和各系統(tǒng)的主要零件，發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，活塞連桿組運(yùn)動(dòng)，伴隨著很大的加、減速度，產(chǎn)生的慣性力不均勻，往復(fù)慣性力帶來(lái)機(jī)體的強(qiáng)烈振動(dòng)，對(duì)機(jī)體的強(qiáng)度、剛度造成很大的影響，強(qiáng)烈振動(dòng)時(shí)會(huì)導(dǎo)致機(jī)體以及發(fā)動(dòng)機(jī)附件嚴(yán)重?fù)p壞。因此，機(jī)體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度以及動(dòng)態(tài)特性的研究工作是發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中重要的工作和技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)。
　　 通過(guò)試驗(yàn)?zāi)B(tài)和有限元仿真分析的方法，對(duì)494柴油機(jī)的機(jī)體進(jìn)行了機(jī)體強(qiáng)度、剛度以及動(dòng)態(tài)特性的研究與分析。

2、>　　 采用頻域識(shí)別法對(duì)機(jī)體進(jìn)行了自由試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析。在機(jī)體表面布置了375個(gè)測(cè)點(diǎn)，并在計(jì)算機(jī)中建立了機(jī)體的網(wǎng)格模型，運(yùn)用STAR5.0結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)分析軟件，對(duì)反映機(jī)體動(dòng)態(tài)特性的0-2000Hz范圍內(nèi)的傳遞函數(shù)進(jìn)行擬合，得到機(jī)體前11階固有頻率以及振型等模態(tài)參數(shù)，為驗(yàn)證機(jī)體有限元模型以及機(jī)體結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供依據(jù)。
　　 通過(guò)ANSYS有限元分析軟件，對(duì)機(jī)體進(jìn)行了計(jì)算模態(tài)分析和靜強(qiáng)度分析。在CATIA里建立并簡(jiǎn)化了機(jī)體三維模型。運(yùn)用Hyp

3、ermesh軟件，對(duì)模型進(jìn)行了四面體網(wǎng)格劃分。在此基礎(chǔ)上，將模型導(dǎo)入到ANSYS有限元分析軟件中，對(duì)機(jī)體進(jìn)行了有限元方法的自由模態(tài)分析，得到了機(jī)體的前六階振型以及固有頻率。采用頻率以及振型相關(guān)性分析，通過(guò)對(duì)試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析結(jié)果進(jìn)行分析，驗(yàn)證了所建立有限元模型的計(jì)算精度;在此基礎(chǔ)上，選取了第三缸做功最大爆發(fā)壓力時(shí)刻，對(duì)機(jī)體變形、應(yīng)力等靜強(qiáng)度參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，分析了缸套、主軸承座和機(jī)體上表面的最大變形以及最大應(yīng)力位置。
　　 對(duì)機(jī)體的自由模

4、態(tài)分析可以看出，機(jī)體的振型多為扭轉(zhuǎn)和彎曲變形，曲軸箱以及上缸體與下缸體的結(jié)合部位變形較大;對(duì)機(jī)體的靜強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，得出缸套、主軸承座以及機(jī)體上表面的應(yīng)力和變形均在安全范圍之內(nèi)，強(qiáng)度良好。
　　 通過(guò)對(duì)結(jié)果的分析，對(duì)機(jī)體結(jié)構(gòu)提出了改進(jìn)措施，分別從在機(jī)體底部加梯形框;改變加強(qiáng)筋的布置與尺寸，改變端面水孔的形狀等方法，對(duì)機(jī)體進(jìn)行了改進(jìn)和模態(tài)分析，分析表明:在機(jī)體底部加適當(dāng)厚度的梯形框，能提高機(jī)體整體剛度，有效改善機(jī)體曲軸箱的振