柴油引燃直线氢内燃机稀薄燃烧特性研究

直线氢内燃机特殊的自由活塞运动导致了较低的燃烧反应速率和放热等容程度。为减少燃烧时间损失,提高能量利用效率,在一台直线氢内燃机中尝试应用了引燃稀薄燃烧技术。首先通过原理试验验证了引燃稀薄燃烧技术的可行性,然后采用一种耦合活塞运动的迭代计算方法对柴油引燃直线氢燃料内燃机燃烧性能和运行特点进行了模拟研究。结果表明:采用引燃燃烧技术,有助于提高直线氢内燃机的燃烧速度,减小放热时间损失,增加指示效率。相对于传统点燃燃烧,引燃技术能够提高直线氢内燃机活塞往复运动频率和压缩比,增加直线氢内燃机输出功率,但是引燃燃烧会轻微加重直线氢内燃机的NOx污染物排放。     

绳摆一般振动

 研究了由重绳和质点构成的绳摆一般振动,给出了任意初始条件下解析解。一般振动包含基波与高次谐波,后者是绳摆区别于复摆的主要特征。证明了本征函数族的广义正交性,计算了本征函数模,由初始条件计算出一般解中各系数。在质点与重绳质量比值远大于1和远小于1两种情况下,求出了各本征频率解析近似结果。在前一情况下,随着质量比值的增大,高次谐波频率按其平方根增大,而基波频率则趋于单摆频率;在后一情况下,各谐波频率均接近重绳本征频率。给出了一般参数下前五次谐波本征频率数值结果。指出了相关文献中一个错误。     

内燃机工况对气缸敲击振动的影响探究

为了更深入地了解内燃机工况与敲缸振动的关系,通过建立数学模型和仿真计算验证了内燃机气缸敲击振动峰峰值与发动机转速的非线性关系及与发动机负载的线性关系。内燃机扭矩平衡方程包含了发动机转速、负载和动力扭矩等信息,通过动力扭矩与活塞所受侧推力之间的几何关系将活塞径向加速度引入扭矩平衡方程,以活塞径向加速度在燃烧膨胀冲程上止点处的冲击信号峰峰值来表征敲缸振动的剧烈程度,整理后的数学模型显示加速度振动与内燃机转速为非线性关系、与负载为线性关系,经AVL-EXCITE仿真计算验证了数学模型的正确性。研究结果可以帮助在线监测系统和故障诊断人员根据敲缸振动对转速和负载的敏感性判断是否发生敲缸,为敲缸故障预警提供参考依据。     

高速往复式内燃机平衡轴设计分析

往复式内燃机由于结构特点在高速运转时存在不往复惯性力及力矩，引起发动机产生较大振动及噪声，用平衡轴平衡高速往复式内燃机不平衡往复惯性力及力矩可显著降低发动振动及噪声，本文分析了低质量平衡轴的设计原则及结构参数和安装对平衡轴系统误差的影响，通过计算，着重讨论了在平衡同样的往复惯性力前提下，扇形平衡轴的主要结构参数旋转半径，宽度和夹角对平衡轴质量的影响。     

高速往复式内燃机平衡轴设计分析

往复式内燃机由于其结构特点在高速运转时存在不平衡往复惯性力及力矩 ,引起发动机产生较大振动及噪声 用平衡轴平衡高速往复式内燃机不平衡往复惯性力及力矩可显著降低发动机振动及噪声 本文分析了低质量平衡轴的设计原则及结构参数和安装对平衡轴系统误差的影响 通过计算 ,着重讨论了在平衡同样的往复惯性力前提下 ,扇形平衡轴的主要结构参数旋转半径、宽度和夹角对平衡轴质量的影响     

基于设计灵敏度分析的圆柱壳声辐射优化

采用有限元法计算结构振动,边界元法求解结构振动引起的辐射声场问题.在此基础上提出了圆柱壳结构声辐射优化模型,重点推导了结构振动声辐射灵敏度计算公式.优化模型中,声辐射功率作为目标函数,约束函数中不仅有内部场点平均声压作为声场设计指标,而且包含了质量和自振频率的结构设计指标,圆柱壳的厚度作为设计变量.通过与用差分法计算的...     

燃烧室热-声-结构耦合数值研究

航空发动机燃烧室多种载荷间的交变作用是影响其工作稳定性及疲劳寿命的重要因素。应用有限元方法开展了燃烧室多场耦合数值研究,对比分析了不同网格质量、湍流模型、流体速度及材料属性等因素对模拟产生的影响,并运用ANSYS Workbench 14.0分别采用单向与双向耦合方式仿真分析了热-声-结构耦合作用下的结构动力特性。通过试验数据与模拟结果的对比分析,得出网格质量对计算时间和准确性影响较大,湍流模型主要影响温度、压力与速度等流场结果,而流体速度对流场温度和结构振动频率等具有较大影响;耦合作用产生的根源为燃烧不稳定性,热载荷较之声载荷对结构振动影响更大且在频率为275 Hz和385 Hz附近时耦合对振动影响较强。研究工作对燃烧室设计等具有重要实际意义。     

内燃机缸内流体动力学(CFD)仿真系统的开发与应用

设计了一个内燃机缸内流体动力学仿真软件平台．依据流体动力学基本理论,结合内燃机缸内工程模型,利用FORTRAN语言双精度算法设计源程序;同时设计专门的可视化模块将计算结果导入AOTUCAD通用软件中自动显示,开发出了集网格划分、CFD计算和可视化于一体的内燃机缸内流体动力学仿真系统．系统测试表明：仿真平台能准确反映客观因素对缸内状态的影响规律。能为下一阶段的燃烧过程仿真提供数据支持,能预测内燃机排放,可以在内燃机行业推广应用．     

多缸内燃机主轴承的结构振动响应分析

以某4缸柴油机为例，应用有限元方法在机体结构模态分析的基础上，对多缸内燃机曲轴各主轴承在曲轴轴颈作用力激励下的结构动力响应进行了计算，得到了曲轴各主轴承在不同方向上的结构振动响应曲线，并对其响应特征进行了分析。对轴承结构动力响应与机体结构模态特征间的关系，以及主轴承结构振动与机体结构振动和噪声辐射之间的关系也做了进一步的讨论。结果表明作用在主轴承上的径向力可以激起主轴承的轴向往复振动，该轴向振动传播到机体裙部并产生噪声辐射，因此可以通过控制主轴承的轴向往得振动来达到抑制机体噪声辐射的目的。     

内燃机缸套-活塞系统摩擦学与动力学行为耦合分析

建立了内燃机缸套—活塞系统油膜润滑与动力学行为的耦合分析模型，并用数值方法对单缸四冲程内燃机进行了仿真分析。在分析中同时考虑了活塞二阶运动和缸体振动对缸套—活塞间油膜润滑的影响。缸体结构振动响应用有限元法来计算，缸套和活塞间的流体润滑计算通过有限差分法求解平均雷诺方程进行，其中考虑了微凸体接触的作用。在考虑缸套—活塞油膜润滑与缸体结构振动、活塞二阶运动耦合作用的情况下，计算出了缸套—活塞间润滑油膜的最小油膜厚度、摩擦力、摩擦功耗等，同时也分析了活塞二阶运动的变化。通过与不考虑缸体振动时的相应结果对比表明：考虑缸体的结构振动后，缸套—活塞间的摩擦力和摩擦功耗减小，油膜厚度、活塞的二阶运动位移及速度增大。     

对称六弹性振子的二维非线性振动

应用拉格朗日方程方法研究了理想对称六弹性振子做二维运动的变化规律,得到其微小振动的控制方程,用数值解法求解了振动方程,得到了振子运动的时程响应图样.结果表明:理想对称六弹性振子的振动为非简谐的周期性振动,它的振动周期在x方向和y方向与振幅成反比,但受振幅影响不大.波形与振幅无关,可看成是一个变形了的余弦波.     

基于Workbench无气流引导式振动流化床模态及谐响应分析

针对颗粒状烟花开苞药干燥的特殊性,介绍了一种采用热水循环加热的无气流引导式振动流化床的结构原理及相关参数.通过Ansys workbench对该振动流化床进行模态计算,得出其模态频率、振型、变形类型及位置,其结果可作为流化效率的优化分析依据.通过谐响应分析,得出在不同频率下的响应曲线,为结构设计避免产生共振提供参考,具有较高的指导意义.     

波浪对弹性支撑结构物冲击作用试验研究

位于浪溅区的弹性结构物的上部结构可能会受到幅值很大、历时较短的波浪冲击荷载.高强度的瞬时冲击荷载作用以及由它引起的结构振动响应往往是导致结构损坏的主要原因.通过物理模型试验,研究了波浪对弹性支撑平板结构的冲击作用.试验中设计了3种不同支撑刚度的结构物模型,对结构物底面所受的波浪冲击压力和结构物振动加速度响应进行了同步观测.分析了支撑刚度对冲击压力和结构振动的影响,以及结构物所受的波浪冲击压力与对应时段振动加速度之间的关系.试验结果表明,结构物支撑刚度越大,其所受的冲击压力也越大,对应时段的振动加速度幅值也越大.     

履带车辆动力传动系复杂轴系扭振计算研究

建立了履带车辆动力传动系复杂轴系的扭振模型,对车辆动力传动系扭振计算进行了深入研究,为履带车辆动力传动系关键部件的设计及深入研究提供理论依据.针对固有振动和强迫振动计算的特点,利用系统矩阵法,借助Matlab语言及其GUI工具编制了交互式计算程序,并进行了实验验证和整车计算分析.开发程序也可用于船舶等其他复杂动力传动系轴系的扭振研究.     

水平旋转钻柱横向振动特性试验

利用水平井钻柱动力学特性模拟装置,对不同钻压和转速条件下水平旋转钻柱横向振动特性进行试验研究。结果表明:钻压和转速是影响水平井旋转钻柱横向振动特性的重要因素;随着转速增加,两横向振动的频率逐渐变大而相位差变小,两横向振动频率与钻柱自转频率呈线性关系;钻压增大对两横向振动频率的影响不大,但两横向振动的相位差会随着钻压的增大而逐渐变小;实际钻进中,钻柱一直处于井筒的右下部,转速选取时应尽量避开52.1 r/min。     

对称三弹性振子的二维非线性振动

应用拉格朗日方程方法研究了理想对称三弹性振子做二维运动的变化规律,得到其微小振动的控制方程,用数值解法求解了振动方程,得到了振子运动的时程响应图样.结果表明:理想对称三弹性振子的振动为非简谐的周期性振动,它的振动周期在x方向和y方向与振幅成反比,但受振幅影响不大.波形与振幅无关,可看成是一个变形了的余弦波.     

对称八弹性振子的二维非线性振动

应用拉格朗日方程方法研究理想对称八弹性振子作二维运动的变化规律,得到其微小振动的控制方程,用数值解法求解振动方程,得到了振子运动的时程响应图样.结果表明:理想对称八弹性振子的振动为非线性振动.波形可看成是一个变形了的余弦波.     

涡电流测振系统的设计

:介绍了涡电流测振系统的设计和结构组成 ,以及采用稳态正弦激振方法对悬臂梁动态特性进行测试的方法 ,给出了悬臂梁的幅频特性测量结果。实验证实了该系统的可行性     

噪声暴露对全身振动感知阈值的影响

尽管对全身振动感知阈值已有人做过一些试验研究，但是对于暴露于噪声条件下的感知阈值尚无相关试验．但此项研究是很重要的，因为许多振动源往往同时也激发产生噪声．文中通过一项试验来探讨噪声对身体振动感知阂值的影响．共有10位受试者坐在固定于垂直振动台的椅子上，被要求自行调节振动级来确定阈值．采用4种正弦波形的振动以及随机振动作为刺激，同时采用以10dB作为调节量的随机噪声作为刺激．试验发现阈值随着噪声级的增加而增加．这意味着随噪声级的增加，人体对振动的敏感度下降了．尽管此中的原因尚不明晰，但文中对同一频率下听觉与振动感觉之间的相互影响提出了建议．     

带阻尼失谐周期多跨连续梁的振动局部化问题

利用传递矩阵法分析研究了带阻尼失谐周期多跨梁中的振动局部化现象,将阻尼和失谐对于近周期结构的动力性能的影响进行了比较,并分析了两者同时存在时引起的综合效应与它们各自的影响之间的关系.结果表明:在无阻尼周期结构中处于"通频"范围内的振动能够传遍整个结构而不会发生衰减,但当结构中存在阻尼或失谐时,同样的振动在传播过程中将会发生指数衰减.