側(cè)壓力對(duì)柴油機(jī)機(jī)體動(dòng)態(tài)特性影響研究.pdf

1、機(jī)體作為柴油機(jī)的“骨架”，其動(dòng)態(tài)特性對(duì)整機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，振動(dòng)噪聲等動(dòng)態(tài)特性影響很大。柴油機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，包含大量薄板結(jié)構(gòu)。在燃料燃燒產(chǎn)生的氣體壓力;活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的側(cè)壓力;曲軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的主軸承力的共同作用下，其動(dòng)態(tài)特性較為復(fù)雜。其中，活塞側(cè)壓力是機(jī)體振動(dòng)及機(jī)械噪聲的主要激勵(lì)源。過(guò)去學(xué)者們對(duì)側(cè)壓力的處理往往只考慮載荷大小的變化而忽略加載位置的時(shí)變性，這種簡(jiǎn)化處理得到的振動(dòng)較小。本文通過(guò)有限元軟件Workbench對(duì)機(jī)體的精細(xì)處理，在考慮

2、側(cè)壓力大小時(shí)變性的同時(shí)，模擬出側(cè)壓力作用點(diǎn)的時(shí)變性。
　　 論文主要工作和成果如下:
　　 1.通過(guò)理論計(jì)算獲得機(jī)體上包括側(cè)壓力在內(nèi)的各激振載荷，獲得有限元?jiǎng)討B(tài)分析的載荷邊界條件。
　　 2.基于有限元軟件AnsysWorkbench，在考慮側(cè)壓力時(shí)變性條件下，對(duì)某型號(hào)柴油機(jī)機(jī)體，套筒，主軸承座及螺栓組件進(jìn)行了時(shí)域及頻域動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析，以及動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析的前置工作，模態(tài)分析。
　　 3.模態(tài)分析為考慮了螺栓預(yù)

3、緊力的預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析。將預(yù)緊力以boltpretension直接加載于螺栓實(shí)體模型，獲得機(jī)體組件及單個(gè)機(jī)體的前20階模態(tài)。得到該型號(hào)機(jī)體模態(tài)主要集中于機(jī)體裙部。第二缸裙部由于缺少約束成為薄弱環(huán)節(jié)，可以通過(guò)增加此處肋板提高剛度。想要改善某階固有頻率下的局部振型，提高該頻率下振型變化最大處的局部剛度更加有效的結(jié)論。
　　 4.動(dòng)態(tài)響應(yīng)頻域分析是在前章模態(tài)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行的諧波響應(yīng)分析。采用模態(tài)疊加法計(jì)算機(jī)體動(dòng)態(tài)響應(yīng)。通過(guò)諧響應(yīng)分析得

4、到了機(jī)體在固有頻率激振下的共振情況，驗(yàn)證了機(jī)體的模態(tài)振型，得到機(jī)體在機(jī)體在強(qiáng)迫振動(dòng)下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，是對(duì)基礎(chǔ)的模態(tài)分析的擴(kuò)展。頻域分析不能很好體現(xiàn)側(cè)壓力作用點(diǎn)時(shí)變性對(duì)機(jī)體動(dòng)態(tài)特性的影響，因此需要進(jìn)一步做動(dòng)態(tài)響應(yīng)的時(shí)域分析。
　　 5.動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)域分析考慮側(cè)壓力作用點(diǎn)的時(shí)變性，更加真實(shí)的模擬了側(cè)壓力的作用情況，得到了該機(jī)體在各時(shí)變載荷下的應(yīng)力云圖，關(guān)鍵點(diǎn)的位移，加速度曲線，并解釋了曲線的規(guī)律性;將結(jié)果得到的位移曲線與不考慮側(cè)壓力作用點(diǎn)