【摘要】：柴油機(jī)軸系承受著復(fù)雜、交變的燃?xì)鈮毫蛻T性力,是柴油機(jī)中重要的運(yùn)動(dòng)部件之一。傳統(tǒng)的柴油機(jī)軸系動(dòng)態(tài)特性研究是建立剛性體模型,而實(shí)際工況中的軸系零部件都是彈性體,在外載荷作用下易發(fā)生微小的彈性變形,導(dǎo)致不同零部件間的相互作用復(fù)雜多變,因此傳統(tǒng)研究方法難以滿足不斷增長(zhǎng)的計(jì)算精度要求。虛擬樣機(jī)技術(shù)和有限元法的迅速發(fā)展,為柴油機(jī)軸系實(shí)際工況下的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真研究提供了技術(shù)支持。本文以船用6300C型柴油機(jī)軸系為研究對(duì)象,首先應(yīng)用Pro/E建模軟件建立軸系零部件實(shí)體模型,并進(jìn)行裝配,得到軸系的裝配數(shù)據(jù)模型,并將其導(dǎo)入到多體動(dòng)力學(xué)仿真軟件ADAMS中,定義運(yùn)動(dòng)副和質(zhì)量屬性、施加外部載荷和驅(qū)動(dòng),建成曲軸軸系多剛體動(dòng)力學(xué)模型,并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)仿真分析,計(jì)算出各個(gè)構(gòu)件在任意時(shí)刻、任意位置的運(yùn)動(dòng)規(guī)律(位移、速度、加速度等)及構(gòu)件間的作用力等;其次運(yùn)用有限元軟件ANSYS對(duì)6300C柴油機(jī)曲軸與連桿分別進(jìn)行計(jì)算模態(tài)分析,求得它們的固有頻率和振型,分別生成曲軸與連桿的模態(tài)中性文件(MNF),將ANSYS中生成的曲軸與連桿的模態(tài)中性文件(MNF)分別導(dǎo)入到軸系多剛體動(dòng)力學(xué)模型中,對(duì)曲軸與連桿進(jìn)行柔性化處理,進(jìn)行多柔體動(dòng)力學(xué)與多剛體動(dòng)力學(xué)仿真結(jié)果對(duì)比,分析得出兩種不同模型對(duì)軸系零部件運(yùn)動(dòng)性能和構(gòu)件間作用力的影響效果;最后由柔體模型輸出連桿的動(dòng)態(tài)載荷文件,對(duì)連桿進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變分析,找到連桿工作時(shí)最危險(xiǎn)的部位,對(duì)其進(jìn)行可靠性分析。綜合利用虛擬樣機(jī)技術(shù)和有限元法完成了船用6300C型柴油機(jī)軸系動(dòng)態(tài)特性仿真研究,仿真過(guò)程更接近實(shí)際工況,獲得了兩種模型下的對(duì)比分析圖,為柴油機(jī)軸系零部件的精確設(shè)計(jì)提供了可靠依據(jù),為后續(xù)連桿的優(yōu)化工作提供借鑒,對(duì)提高柴油機(jī)設(shè)計(jì)水平及整機(jī)性能有著重要意義。
【圖文】：

基于剛?cè)峄旌夏Ｐ偷拇貌裼蜋C(jī)軸系動(dòng)態(tài)特性研究2 柴油機(jī)曲軸軸系動(dòng)力學(xué)理論基礎(chǔ)柴油機(jī)曲軸軸系進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真分析之前，必須對(duì)軸系的工作論分析，從而為虛擬樣機(jī)仿真分析奠定基礎(chǔ)。本章將對(duì)單缸柴和動(dòng)力學(xué)理論分析。柴油機(jī)曲軸軸系運(yùn)動(dòng)學(xué)分析構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，通常是指不考慮引起機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)變化的原因，變化角度的關(guān)系來(lái)分析機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律[50,51]。本文研究的 6300心式曲柄連桿機(jī)構(gòu)，其特點(diǎn)是它的氣缸中心線與曲軸旋轉(zhuǎn)中心心線、活塞銷都位于同一平面上，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 2-1 所示。

則會(huì)產(chǎn)生四級(jí)往復(fù)慣性力，，六級(jí)往復(fù)四級(jí)以上的往復(fù)慣性力影響不大，所以工程上一般了。慣性力，曲軸不平衡質(zhì)量 mk和連桿大端代替質(zhì)量 作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所以回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)總的不平衡質(zhì)量是：()2mmmkgrk 中不平衡力的旋轉(zhuǎn)慣性力為：2Pmrwrr 中，mr、r 和 w 大小不變，所以旋轉(zhuǎn)慣性力的大小著曲柄半徑遠(yuǎn)離曲軸回轉(zhuǎn)中心，并隨曲柄一起不斷作用力 A 點(diǎn)處的合成力 p 可以分解成兩個(gè)分力，分別是與中心線方向的作用力 pC，如圖 2-2 所示：
【學(xué)位授予單位】：大連海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S218.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2681740