基于柔性曲轴多体动力学模型的曲轴优化设计

本文提出了曲轴系统轻量化设计的优化设计方法,考虑曲轴平衡重减重孔的影响,建立某半封闭往复式压缩机曲轴系统刚柔耦合多体系统模型,对其动态特性进行求解,分析不同形式减重孔的曲轴系统扭振性能,结果表明配备流线型减重孔的曲轴系统具有最优的扭振性能。为获取最优的流线型减重孔的形状参数,利用BP神经网络建立曲轴扭振性能与流线型减重孔形状参数之间的数学模型,采用非劣排序遗传算法对建立的曲轴系统优化模型进行求解,结果表明:与初始值相比,曲轴质量降低了10. 33%,扭转角位移下降了5. 86%。     

发动机曲轴橡胶扭转减振器稳健性优化匹配

利用分数导数动力学模型描述橡胶扭转减振器的非线性动态特性,根据系统能量等效思路,将分数导数模型等效为"质量-弹簧-阻尼"模型,并建立带有橡胶扭转减振器动力学模型的发动机曲轴系统集总参数模型;接着采用遗传算法对设计参数进行初步优化,然后应用Taguchi方法进行橡胶扭转减振器稳健性优化匹配;最后在优化结果的基础上,试制不同组合设计参数的橡胶扭转减振器,并开展相关试验验证匹配了不同橡胶扭转减振器的曲轴轴系的扭振减振效果.验证结果表明:分数导数扭转减振器动力学模型可用于发动机曲轴扭振特性的分析,对橡胶扭转减振器进行稳健性优化匹配可得到在现有条件下最佳的减振效果.     

基于瞬时动能等效的曲轴系变惯量扭振研究

研究往复运动件变惯量下的曲轴系自由扭振特性. 基于瞬时动能等效原则,提出了单缸变转动惯量的精确求解方法;建立了单、多缸曲轴系统自由扭转振动微分方程,并对系统的扭振特性进行了理论分析;对某一多缸柴油机曲轴系进行了考虑变惯量下的自由扭振数值计算. 结果表明,变惯量的引入会对曲轴系的固有频率、临界转速、扭转角位移等系统扭振特性产生较大的影响.     

高转速汽油机扭振计算问题

目前，汽油机正朝着高转速，大功率，低噪声，轻型化方向发展。因此，对汽油机扭转振动特性的研究变得越来越重要。曲轴扭振过大，不仅会引起曲轴扭转疲劳破坏，而且也是产生发动机噪声的主要原因之一。在曲轴前端安装扭振减振器是减低曲轴系扭振的有效方法。本文结合４８６Ｑ型汽油机的扭振测试分析和计算对其扭振特性及橡胶减振器参数进行了研究，并提出一种减振器的优化设计方法。     

基于磁流变阻尼器的轴系扭振特性研究

针对传统被动硅油减振器调谐范围较窄、不易匹配的问题,基于磁流变液的流变效应,提出并设计了一种应用于轴系扭振半主动控制的磁流变阻尼.根据所设计的磁流变阻尼器结构,推导建立了其力学模型,并对其进行了磁场仿真;然后将其引入到曲轴系统中,建立磁流变阻尼器-曲轴系统耦合模型,利用Newmark法进行数值仿真,获得曲轴系统的扭振响应,并分析作用于磁流变阻尼器上的电流对扭振特性的影响.结果表明:磁流变液板极外的漏磁与磁压降较小,所设计的磁路是有效的;传统的硅油减振器对曲轴6谐次扭振幅值具有较好的抑制作用,但是对4.5谐次扭振效果的抑制不理想,反而使扭振幅值增大;与传统硅油减振器相比,采用磁流变阻尼器可使曲轴系统具有明显的变刚度、变阻尼特性.通过施加合适的电流,可使曲轴系统的扭振幅值在整个工作转速范围内达到最低.      

单缸熄火时发动机曲轴系统扭振特性研究

利用系统矩阵法求解了发动机曲轴扭振系统的强迫振动特性,并对发动机单缸熄火时扭振系统的激励力矩进行了简谐分析.以某直列6缸发动机曲轴系统为例,分析比较了该系统在发动机正常发火和单缸熄火时额定转速下和工作转速范围内的扭振特性.结果表明,单缸熄火时,系统扭振以低谐次为主.扭转角位移显著加大,而附加扭转应力变化不明显.     

扭转振动的机械阻抗测试和参数识别

本文主要是探讨将模态分析用于轴的扭振研究。首先从系统运动微分方程出发,简要地推导了扭振系统传递函数,阐明了实模态和复模态理论,接着提出了扭振阻抗测试和标定的基本原理和方法,然后讨论了参数识别的两种方法,并以三圆盘轴系统为考题。最后对Q-485柴油机曲轴进行测试和参数识别,建立数学模型。     

发动机变阻尼扭振减振器的轴系扭振抑制分析

以发动机曲轴系扭转振动为研究对象,分析了扭振减振器阻尼比参数的变化对轴系扭转振幅放大系数的影响,并开展了轴系变阻尼扭振减振器的设计工作.计算结果表明:装配变阻尼扭振减振器后,系统的自振频率和临界转速都相应有所升高;当变阻尼扭振减振器在各临界转速下选取最佳阻尼值时,轴系自由端各阶扭转振幅均有明显降低,显著改善了发动机的扭转振动特性,验证了变阻尼扭振减振器对轴系扭转振动抑制的有效性.     

柴油机曲轴裂纹的扭振动态诊断技术

根据柴油机曲轴裂纹事故的一个实例，提出了一种利用扭振信号在线诊断柴油机曲轴裂纹的方法．给出了一种开闭型柴油机曲轴裂纹的刚度变化模型，并计算了含变刚度曲轴柴油机的扭振响应．同时提出了利用柴油机轴系扭转振动信号的峭度和谐次分析来诊断曲轴裂纹的方法．分析结果表明，这两个诊断参数有效．     

采用多体动力学的压缩机曲轴结构优化

以小型活塞式压缩机为研究对象,提出了降低曲轴系统扭振幅值、提高曲轴强度、轻量化曲轴的优化设计方法。在考虑电机转动惯量影响的同时建立了曲轴系统多体动力学模型,利用正交试验方法从多个设计参数中筛选出影响曲轴系统扭振和强度性能的显著因子,并在显著因子和曲轴系统一个周期内的最大扭转角、峰值应力及质量下拟合了二阶响应面模型,采用非劣排序遗传算法(NSGA-II)对二阶响应面拟合模型进行了优化。通过对某W型活塞式压缩机平衡重过渡圆角半径、曲轴偏心距和曲柄厚度进行优化显示,压缩机曲轴质量、自由端扭转角、峰值应力与初始值相比分别下降了11.31%、22.9%、25.10%,表明优化后曲轴系统的扭振幅值下降,质量减轻,强度提升。研究结果可为优化压缩机设计、提高曲轴的性能提供参考。     

曲轴扭振减振器特性参数检测系统

研究一种曲轴扭振减振器特性参数的计算机检测分析系统,该系统以强迫振动的幅频特性为基础,根据最大振幅点与１／２最大振幅点的幅频关系得出减振器特性参数（自振频率ｆ０、阻尼比ζ）的计算公式,通过激振器激励扭振减振器振动并采集减振器的响应数据,计算得出减振器的特性参数,试验结果表明,该系统能准确测定减振器的振动特性参数,为减振器生产中的质量控制提供准确的技术参数,用Ｂ－Ｋ信号分析仪对检测结果进行验证表明,该系统检测结果精确可信。     

内燃机曲轴扭振多体动力学分析

基于虚拟样机技术,采用结合有限元法(FEM)的多体系统仿真(MSS)方法对汽车发动机曲轴进行扭转振动分析。建立了包括柔性体曲轴在内的内燃机曲轴系统的多体动力学模型。根据多体动力学进行模拟仿真计算,分析了内燃机曲轴扭振的特点。     

水流激励对水轮机主轴系统扭振固有频率的影响

以混流式水轮发电机组主轴系统为研究对象,针对主轴系统存在扭振的情形,应用有限元法建立主轴系统动力学方程,利用理论力学和流体力学知识推导转轮内的水流对主轴系统所产生的作用力矩,得到水轮机转轮内水流激励向量,应用振动知识建立主轴系统的扭振频率方程,并根据扭振频率方程研究转轮内水流激励对主轴系统扭振固有频率的影响.研究表明:水轮机转轮内的水流激励不仅与水力参数有关,而且还和主轴系统的扭振有关,在水流激励的作用下,主轴系统扭振固有频率将比其未受到水流激励作用时的扭振固有频率有所降低,其中第一阶扭振固有频率降低幅度最大.最后通过实例对理论分析结果进行验证.     

6BT曲轴扭振减振器试验研究

曲轴扭振减振器是保证曲轴正常工作的重要零部件，为实现6BT发动机的国产化，曲轴扭振减振器必须通过货源鉴定试验。在货源鉴定试验中参考美国康明斯公司减振器的试验方法，将国产减震器的性能和可靠性与进口件作对比试验。依据试验结果找出进口件与国产件的差距，为该零件的国产化打下基础。就曲轴扭振减振器的性能和疲劳试验的测试方法作相关探讨。     

异形长轴工件系统的有限元模态分析

本文用有限元方法对曲轴工件系统进行了模态分析,求出了前六阶模态参数.并结合激振实验和切削实验揭示了生产实际中加工曲轴时端面跳动量超差的原因,还说明当进给量较大时异形长轴工件系统是整个加工系统中的最薄弱环节.     

离合器接合过程中的汽车传动系扭转振动分析

文章在分析车辆最常用的膜片弹簧摩擦离合器接合过程的基础上,建立汽车传动系的扭转振动的力学分析方程;结合实际车型,分析了车辆的固有频率、扭振响应、刚度参数对固有频率的灵敏度。为进一步分析车辆磨擦离合器接合阶段传动系的各个部分的参数对扭转振动的影响、降低起步阶段的噪声、改进传动系扭振性能具有一定的意义。     

某四缸机曲轴扭转振动测试与分析

在现有的硬件平台基础上,通过自行编制的一套LabVIEW数字化扭振测量程序,以某直列四缸四冲程柴油机为测试对象,在外特性工况下对四缸柴油机自由端进行扭振测试。得出整个转速范围内稳定工况下的扭振波形和不同谐次的幅频特性。并对该四缸机进行曲轴扭振仿真,将实测结果与仿真结果进行对比。结果表明,实测和仿真结果十分接近。     

电力传动中的扭振及振动抑制

传动系统中的机械扭振会引起控制系统控制的振荡,从而加大机械传动装置的磨损,成为制约机械动态性能提高的主要原因.通过并联谐振电路理论分析机械扭振发生的机理和扭振时的能量传递过程,利用品质因数评估扭振的危害程度,定量计算引发扭振的谐波转矩含量.指出在大惯量负载时,扭振危害程度更大,较小的转矩谐波即可激发几十倍的扭矩.最后,引入扭矩反馈抑制扭振,给出了扭矩观测器的有限带宽设计方法,指出基于扭矩观测器的反馈控制能增大谐振频率,并对关键的系统参数进行了敏感性分析.分析和仿真结果表明,该方法可以很好地抑制谐振.     

汽车传动系扭转振动建模与仿真分析

文章根据汽车传动系扭振动力学方程,建立了传动系扭振仿真模型,在此基础上进行仿真分析,并通过实车试验加以验证,通过仿真运算,观察到传动系中存在较明显的扭振成分;对仿真模型中的参数进行灵敏度分析,得出对扭振影响较大的参数,通过对相应参数的修改,使得扭振降低,该方法为解决车辆传动系扭振提供了参考依据。     

内结合圆角处含有裂纹的曲轴动力学模型

建立裂纹曲轴的动力学模型,对裂纹曲轴的非线性动力学进行仿真与分析.针对内结合圆角处出现常见裂纹的曲轴,采用Timoshenko梁单元与裂纹梁单元相结合的方法建立其有限元模型;根据裂纹曲轴运动的特点及工作过程中裂纹开闭的实际情况,提出在旋转坐标系下建立其非线性振动模型.以一四缸发动机的曲轴为例,对含不同深度裂纹曲轴的振动响应进行了仿真计算,对其扭振、纵振及弯曲振动的频谱特性进行分析,提取并总结了裂纹曲轴动力学的一些特征.研究表明,所提出的裂纹曲轴动力学模型简洁且容易实现,裂纹曲轴的动力学特性分析为曲轴裂纹故障诊断奠定了理论基础.