基于区域抑制的V形柴油机机体结构简化及主轴承座强度分析

针对某V形柴油发动机,对其进行了机体模型的简化与主轴承座的强度分析。首先使用区域抑制的模型简化方法,提出一套针对柴油机机体模型的简化方案,对机体模型上复杂的区域进行简化,以获取相应的简化模型。然后,在Abaqus软件中对柴油机机体原模型与简化模型通过施加相同的边界条件与载荷进行主轴承座的结构强度有限元分析,以获取相应的应力应变数据。对比原模型与简化模型的机体与主轴承盖的最大主应力和主轴承孔变形,获得误差在5%以内的简化模型。     

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。     

柴油机曲轴轴心运动特性的研究

为研究载重汽车柴油机的曲轴轴承最小油膜厚度与轴承可靠性的关系，在分析J H0lland轴心轨迹计算模型的基础上，结合我国车用柴油机曲轴运动的特点，建立柴油机曲轴运动的计算模型并编制计算程序．运用该模型对CA6110型柴油机各个主轴承与曲轴轴心运动规律的计算，得到各主轴承在不同转速下的油膜压力图、轴心轨迹图及最小油膜厚度图，并据此对轴承的工作状况进行分析．研究表明，曲轴中间和两端的主轴承较其他轴承运动可靠性差，曲轴运动特性的计算模拟可为轴承主要结构参数的选择及轴承的可靠性分析提供一种理论分析方法。     

内燃机微动疲劳损伤的试验与仿真研究

本文针对内燃机机体隔板与主轴承盖螺栓紧固连接处的微动疲劳问题展开研究工作。通过对主轴承盖所受载荷模式的分析,设计了内燃机微动疲劳实验系统及相关实验方法,进行了内燃机典型紧固结构微动疲劳等效模型实验。结合对螺栓连接紧固面接触应力场分布的有限元分析结果,研究了主轴承盖与机体隔板紧固面微动疲劳失效机理。研究表明,螺栓预紧力和主轴承盖所承受的附加扭转力矩是影响机体隔板与主轴承盖紧固连接微动疲劳的主要因素,附加翻转力矩的波动使接触区的接触状态不断变化,导致接触区表面的损伤;通过增加螺栓预紧力有助于减缓机体隔板与主轴承盖紧固连接的微动疲劳损伤。     

内燃机微动疲劳损伤的试验与仿真

针对内燃机机体隔板与主轴承盖螺栓紧固连接处的微动疲劳问题展开研究工作。通过对主轴承盖所受载荷模式的分析,设计了内燃机微动疲劳实验系统及相关实验方法,进行了内燃机典型紧固结构微动疲劳等效模型实验。结合对螺栓连接紧固面接触应力场分布的有限元分析结果,研究了主轴承盖与机体隔板紧固面微动疲劳失效机理。研究表明,螺栓预紧力和主轴承盖所承受的附加扭转力矩是影响机体隔板与主轴承盖紧固连接微动疲劳的主要因素,附加翻转力矩的波动使接触区的接触状态不断变化,导致接触区表面的损伤;通过增加螺栓预紧力有助于减缓机体隔板与主轴承盖紧固连接的微动疲劳损伤。     

基于多体动力学的船舶柴油机主轴承润滑特性

为准确分析二冲程船舶柴油机工作时主轴承润滑特性,在ANSYS中建立曲轴、活塞、连杆等部件的有限元模型,采用子结构法对其进行结构缩减,并将结果文件导入EX-CITE软件中,建立轴系非线性多体动力学模型.采用该模型对主轴承进行了一个循环的弹性动力学计算.结果表明,与刚体分析方法相比,采用非线性多体动力学方法可获得更接近实际的轴承载荷的边界条件,提高了船舶柴油机主轴承润滑特性计算精度.     

小型高速柴油机机体的模态分析

本文对S1100柴油机机体进行模态试验和受迫响应模拟分析,得到其结构的动态特性.研究结果表明该机体缸口平面和主轴承孔部位,在动态响应状态下存在某些明显的缺陷,为改进柴油机的密封性能,消除冲垫现象及合理设计机体结构,提供了一定的依据.     

后桥主减速器壳体轴承座的裂解加工数值分析

利用ABAQUS 模拟后桥主减速器壳体轴承座的启裂并进行数值分析.壳体轴承座材料选用基体组织中珠光体体积分数50%的QT450，通过J积分确定了启裂点位置，计算出裂解载荷;分析了启裂时裂尖区域的塑性变形及其对轴承孔失圆量的影响，并进行了实验研究.结果表明，壳体轴承座的启裂点位于靠近裂尖中部位置;塑性区域位于裂尖根部呈蝶形分布，造成的轴承孔失圆度较小;裂解加工质量合格，说明轴承座适合使用裂解技术.研究结果为改进壳体轴承座的生产工艺流程奠定了坚实的理论基础，为壳体轴承座裂解材料的选择、裂解设备的设计、工艺过程的制定提供了参考.     

轴承座同心度误差对深沟球轴承-转子系统振动性能的影响

以深沟球轴承支承的转子为研究对象,对存在轴承座同心度误差的轴承滚道、滚动体受力变形及转轴挠曲变形进行了力学分析,构建了轴承座同心度误差情况下轴承施加在转轴上的附加弯矩的计算模型。通过修正传递矩阵,构建了考虑轴承座同心度误差的滚动轴承-转子系统的振动性能计算模型。利用该模型对一个具体的滚动轴承-转子系统进行计算研究,分析了轴承座同心度误差对转子系统振动性能的影响规律,得到了一系列规律性曲线,并进行了解释。     

圆柱滚子轴承座孔偏斜误差对转子振动性能的影响

对于滚动轴承支承的转子,由于加工及安装精度的限制,常会产生轴承座孔的偏斜现象,这种偏斜将会对轴承及整个转子的刚度产生影响,进而影响到转子的振动性能。本文以圆柱滚子轴承支承的转子为研究对象,在对当轴承座孔存在偏斜时圆柱滚子轴承内外圈和滚子受力和变形、转子弯曲变形进行分析的基础上,构建了轴承座孔有偏斜情况下的轴承径向刚度和偏转刚度的计算模型,进而构建了考虑轴承座孔偏斜的转子振动计算模型。通过一个具体的算例,研究了轴承座孔偏斜误差对轴承支承刚度及转子振动性能的影响规律,得到了一系列规律性的曲线,并进行了解释。     

某通用小型汽油机箱体有限元分析及结构优化

该文运用有限元法对某通用小型汽油机箱体进行了结构强度与刚度分析，结果表明右箱体主轴承位置最大变形量过大，刚度较差。为此对右箱体主轴承区域进行拓扑优化。优化方式为：增加右箱体主轴承处加强筋数量、增加壁面厚度以及在壁面上添加加强条。通过计算表明，该优化方式能使箱体的最大应力与应变大大下降，使其强度刚度有了较大提升，箱体的结构更趋合理。     

基于热弹流混合润滑的内燃机滑动轴承零磨损

将零磨损的试验判据与多体动力学模型、热弹流润滑模型和微凸体接触模型相结合,建立了内燃机滑动轴承零磨损评价模型,并通过定义零磨损安全系数来预测轴承的零磨损可靠性同时将零磨损模型应用于某6缸柴油机主轴承设计.结果表明,采用所提出的方法能够预测轴瓦表面的零磨损安全系数的分布情况,为轴承零磨损设计提供理论依据.     

非道路用增压柴油机连杆组件3维有限元分析

建立了非道路用增压柴油机连杆组件3维有限元分析模型,应用有限元分析技术对非道路用增压柴油机连杆进行了3维非线性有限元分析,并用基于第四强度理论屈服条件,计算了连杆关键部位的疲劳安全系数.结果表明:计算结果与实际结果相吻合,SNH4102Z非道路用增压柴油机连杆满足强度要求;连杆小头与杆身过渡处安全系数较低,是较危险的部位.     

柴油机主副连杆有限元分析方法

主副连杆结构特殊,工作环境复杂而且恶劣,它作为柴油机的主要零部件之一,关系到柴油机整机工作的可靠性.该文研究采用有限元方法对其进行结构强度分析的技术措施.基于I-DEAS 11.0软件平台,应用特征建模技术对某柴油机主副连杆机构进行了实体化建模.利用接触单元模拟实际工作中各构件之间的接触状态,选取主缸最大爆压时刻作为连杆静强度分析载荷工况,实现了对主副连杆结构的应力和变形分析.寻求到了一套进行主副连杆分析的有限元分析技术途径,可为此类结构的可靠性设计提供参考依据.     

内燃机整机结构修改的声学评价

为准确预测内燃机结构声辐射,并为设计提供对比研究方案,采用有限元法和边界元法(FEM/BEM)联合求解数值仿真技术,建立了一种四缸柴油机结构声辐射模型,得到了整机模态、表面振动速度、辐射声功率、声辐射比和测点声压的结果.在此基础上,探讨了4种结构修改方案的声辐射情况.主要声学量的对比表明,油底壳侧板波浪型设计、主轴承座横向螺钉连接及平衡架对噪声的减低有显著作用.     

基于DOE设计的曲轴结构优化

曲轴是发动机中的重要零件,将活塞的往复运动转换为旋转运动.曲轴强度直接影响发动机的可靠性及使用寿命,而结构参数直接影响曲轴强度.在同一边界条件下,研究7个曲轴结构参数单因素变化对曲轴强度的影响;通过部分因子试验确定影响曲轴强度的主效应参数;利用响应面设计研究主效应因素多参数变化对曲轴强度的影响.结果表明:平衡重大端半径、连杆轴颈长度、平衡重厚度、主轴颈圆角4个参数是影响曲轴强度的主效应因子;应用响应面法优化设计曲轴强度,优化后曲轴应力最小值为86.592 MPa,较原模型减少31.3%.     

基于正交设计法的柴油机主轴承润滑性能优化

为对主轴承结构参数和润滑油参数进行优化匹配,根据动载滑动轴承弹性流体动力润滑模型,结合AVL Excite软件对CA4D32柴油机主轴承进行多体动力学与弹性流体动力学耦合仿真.精确选取标定工况下影响各主轴承润滑性能的轴承宽度、供油压力、供油温度、润滑油类型、径向间隙、轴瓦油槽方向、轴颈油孔位置等关键因素,以最小油膜厚度为优化目标,基于正交设计法,确定各主轴承润滑性能最优参数组合,并对该参数组合进行仿真验证.结果表明:各主轴承最小油膜厚度增大9.1%～32.1%,一个循环内最小油膜厚度明显增大且其波动趋于平缓;各主轴承总摩擦功率损失显著降低.     

发动机曲轴的预负载计算模态分析法

曲轴作为柴油发动机的重要零部件,其静强度和动力学特性对发动机整体的使用寿命有着直接的和重要的影响.本文利用计算机辅助工程分析方法,对某型坦克柴油发动机的曲轴分别进行了考虑预应力作用的计算模态分析.采用考虑预负载的Lanczos修正法进行发动机曲轴的固有特性的计算,得出曲轴有限元模型的前20阶固有振动频率及其相应固有振型.同时,结合计算结果,分析了不同阶次固有特性对曲轴性能的影响情况,结果表明了EFGM算法的正确性和有效性.