发动机机体振动噪声的预测方法

采用综合多体动力学-有限元法-声学分析法的集成预测方法,对发动机机体振动噪声的预测方法进行了研究,并详细介绍了该方法的分析流程.通过多体动力学得到作用于机体上的载荷时间历程,用有限元法预测机体表面的振动,通过声学分析法预测机体表面辐射的噪声.将振动和声学预测数据与试验数据进行比较,结果表明该方法可以准确预测机体的振动噪声水平,可用于机体的虚拟改进设计.     

ATV技术在SF480型柴油机机体结构声辐射预测中的应用

结合有限元法(FEM)和边界元法(BEM),采用虚拟样机技术对内燃机噪声辐射的频域特性进行预测分析.其步骤为:用有限元软件ANSYS进行结构动态特性分析;建立机体、曲轴和连杆、活塞等组成整机多体动力学模型,求解传递给机体的各种激励力;采用声学分析软件SYSNOISE建立机体的边界元模型,分析其表面振动速度与声场间的声学传递向量(ATV).研究结果表明:在额定工况下,其机体裙部是主要噪声辐射部位;辐射声功率级较突出的峰值频率与整机固有频率基本对应,在中高频段其噪声辐射效率比低频段的高.     

柴油机机体声辐射模态特性分析

本文首先从结构振动模态理论的角度，论述了结构振动与声辐射之间的基本耦合关系，提出了结构声辐射模态的有关理论，用结构的声辐射模态参数来表征结构本身的固有声辐射特性。然后将该理论应用于柴油机机体的声辐射特性分析。利用有限元技术，建立了柴油机机体的动力学模型，并经过理论计算得到机体的模态参数。在此基础上，应用文中提出的声辐射模态理论，对机体进行了声辐射模态参数计算，获得了柴油机机体的声辐射特性，从而为机体的低噪声设计提供了依据     

发动机壳体辐射噪声预测

采用虚拟预测方法研究某发动机壳体的振动特性及噪声辐射特性.采用有限元法分析发动机壳体在振动加速度激励下的动态响应,得到壳体表面的振动速度频谱图,并与试验所得壳体上典型点的振动速度频谱图进行对比,仿真结果与试验结果吻合较好.将计算得到的壳体所有外表面节点的振动速度作为边界元模型的输入载荷,导入到声学仿真分析软件中,计算由壳体表面振动而辐射出的噪声,并用声强试验进行验证,对比了理论计算数据与试验数据,两者的噪声分布云图及噪声源中心点处的声强频谱图,并分析了误差产生的原因,结果表明,采用有限元法与边界元法联合求解的方法能够有效地预测出壳体辐射噪声.     

MWM395柴油机机体模态分析

柴油机机体是发动机基础结构之一 ,其模态特性对发动机辐射噪声影响显著。本文应用有限元法在I-DEAS软件平台上对MWM395柴油机机体进行了模态分析。首先建立了机体的有限元模型 ,运用Lancozas法对该模型求解并分析了模态计算结果。然后在机体结构不做大的改动的情况下 ,建立了各种不同的机体模型并求解。通过对各方案所求结果的比较 ,提出一种提高深龙门型机体刚度的方法 ,同时为机体的动态响应分析提供了可靠的动力学模型。     

柴油机机体热-机耦合分析

文章以4105型柴油机为研究对象,建立包括缸体、缸盖、缸套、缸垫、连接螺栓的内燃机机体装配多体接触模型,利用ANSYS Workbench平台,采用多场耦合方法,计算考虑螺栓预紧力、燃气压力、热负荷综合作用下的机体应力与变形。结果表明,热负荷对于缸体、缸盖的应力应变影响最大,缸体内各部位刚度的差异导致缸体、缸盖变形的大小和形态显著不同。     

基于有限元和多体动力学的柴油机支座作用力的计算

以16缸某型柴油机为研究对象,利用三维实体有限元法和非线性多体动力学计算柴油机对支座的作用力.在有限元软件中建立曲轴和机体的有限元模型,采用子结构法缩减导入AVL-EXCITE中,建立多体动力学模型,定义柴油机参数以及外载工况等,然后模拟柴油机在1000r/min转速下进行两个工作循环,计算四个支座的作用力,并与实测试验数据进行分析比较,证明了该分析方法具有合理性,仿真结果对柴油机机体和支座的结构设计具有一定的参考性.     

柴油机机体有限元建模及模态分析

建立了YC6108柴油机机体的实体模型,研究了其有限元模型的建立,并进行了有限元模态分析.研究了模态分析方法、单元的阶数、有限元网格的密度和均匀度等因素对模态分析结果的影响.通过研究,得出了建立内燃机机体的有限元模型的一些原则.     

齿轮箱动态响应及辐射噪声数值仿真

建立了齿轮箱传动系统及结构系统的动力有限元分析模型,综合考虑轮齿刚度激励、误差激励和啮合冲击激励等内部动态激励的影响,应用ANSYS软件对齿轮箱的固有模态和内部激励下的动态响应进行有限元数值仿真。以动态响应结果作为边界激励条件,建立了齿轮箱箱体的声学边界元分析模型,利用SYSNOISE软件中的直接边界元法求解箱体表面声压及场点辐射噪声,并对齿轮箱进行空气噪声测试。比较辐射噪声的测试结果与数值仿真结果,两者吻合良好。     

小型风冷柴油机机体特性和结构

应用试验模态分析技术研究扩缸前后两种风冷农用柴油机机体的动态特性,机体刚度、工作面的振动特征对工作性能的影响试验结果表明:机体扩缸后,固有频率降低,变形增大,具有相同的振动形态和薄弱部位重视第一代机体结构性能的优化和系列化设计是产品升级换代的关键,是产品经济性和可靠性的保证     

摩托车发动机壳体噪声辐射数值分析

采用有限元/边界元法(FEM/BEM),对摩托车发动机壳体进行模态分析,将试验模态与计算模态进行对比,两者的吻合程度较高,表明所建立的有限元模型的正确性;对壳体进行频率响应分析及结构噪声辐射的仿真分析,并对发动机壳体的噪声辐射进行预测,得到其结构外部声场特性,将预测结果与试验结果在各频带下进行对比分析,其吻合程度较高,表明该方法是有效的。     

FEM/BEM方法预测发动机油底壳噪声辐射

结合有限元法和声边界元法建立了发动机油底壳辐射噪声预测模型，开发了相应的计算程序，在多点激励条件下，对油底壳进行了噪声预测．试验结果表明该方法有较高的计算精度，为发动机噪声优化设计打下了良好的基础。     

发动机缸孔变形实验及数据分析

发动机活塞与气缸的配缸间隙是极为重要的技术参数,如果间隙太大,会引起密封不良(漏气、窜油)、动力下降;太小则会使活塞裙部没有膨胀的余地,接触压力超过活塞和气缸之间的油膜所能承受的挤压强度(一般4.9~9.8 MPa),润滑油膜将被破坏,引起粘着磨损(拉缸)故障。从发动机研发阶段直至其生产制造过程中都需稳定控制气缸盖装配前后的缸孔变形量,这对发动机的整机性能的稳定发挥及提升工作具有极其重要的作用。     

内燃机机械噪声和燃烧噪声的识别分离

针对内燃机噪声识别问题,建立了数学模型并编制了相应的程序,在程序中加入作用全局阈值的小波变换降噪程序,保证程序的抗干扰性后,实现了燃烧噪声和机械噪声的频谱分离和A计权声功率级计算。以某CG125型摩托车发动机为例,通过构造包含不同干扰噪声的理论算例仿真识别,验证了程序的准确性和实用性。识别结果表明:分离前后的燃烧噪声和机械噪声的频谱吻合良好,A计权声功率级误差均小于0.6dB。     

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.     

柴油机曲轴系多体动力学仿真分析

基于虚拟样机技术,结合有限元法(FEM)和多体系统仿真(MSS)方法,对柴油机曲轴系进行多体动力学仿真分析。首先建立了包括曲轴柔性体以及活塞连杆组等刚性体在内的三维实体曲轴系多体动力学模型,通过进行曲轴系统在发动机真实工况下的柔性多体动力学仿真计算,得到柴油机主轴承载荷和活塞侧推力等数据。研究结果表明,柔性多体动力学仿真分析结果与实际情况基本相符,可以很好的描述曲轴系动力学特性,从而为内燃机整机振动、噪声分析提供可靠的边界条件。     

某493柴油机的噪声优化

随着柴油机向高速、大功率及高效率方向发展,其噪音、振动问题将更加突出,并直接关系到发动机的使用寿命、工作效率及环境污染等问题。目前国内外已经颁布了关于内燃机噪声的限制法规,因此降低发动机的噪声振动是当今内燃机领域的重要课题;文章以某493柴油机的噪声优化为例,着重分析了噪声声源的产生和优化控制方法。     

拓扑优化在单缸机缸体轻量化设计中的应用

为将三维拓扑优化技术应用于发动机气缸体轻量化设计中,对采用变密度拓扑优化方法的拓扑优化技术进行了研究．以缸体上施加最大爆发压力工况为边界条件,以缸体总柔度最小化为优化目标,以缸体重量为约束条件,对缸体进行拓扑优化．拓扑优化后的结构考虑加工、装配等因素,进行合理的重新建模后,分析了最大爆发压力工况和最大侧向力工况的气缸体应力分布,两种工况下优化后的缸体最大应力比原气缸体降低,应力分布更加均匀．结构优化方法用于缸体的等强度轻量化设计中,很容易确定缸体的最佳形状,并能减少重复设计验证的次数。