基于瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)的EQ4H發(fā)動(dòng)機(jī)軸系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)研究及減振器開發(fā).pdf

1、發(fā)動(dòng)機(jī)軸系包括發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸以及與之相連的各運(yùn)動(dòng)部件組成的總成，是典型的彈性軸系統(tǒng)。在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，整個(gè)軸系將產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。由于軸系發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)時(shí)要消耗發(fā)動(dòng)機(jī)的有用功率，嚴(yán)重的曲軸扭振甚至還可能發(fā)生斷軸等重大事故，故發(fā)動(dòng)機(jī)軸系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)問(wèn)題歷來(lái)為發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)制造者所重視。設(shè)計(jì)新型發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，都必須對(duì)曲軸的軸系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)進(jìn)行認(rèn)真的研究和必要的試驗(yàn)驗(yàn)證。 為優(yōu)化EQ4H發(fā)動(dòng)機(jī)扭振特性，本文在保證一定的計(jì)算精度的前提下，把連續(xù)分布的內(nèi)燃機(jī)軸系簡(jiǎn)化為

2、若干個(gè)只有轉(zhuǎn)動(dòng)慣量而無(wú)彈性的集中質(zhì)量和連接這些質(zhì)量的只有彈性而無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的軸段所組成的離散的集中質(zhì)量計(jì)算模型；利用三維設(shè)計(jì)軟件Unigraphics構(gòu)建了EQ4H發(fā)動(dòng)機(jī)軸系模型，用有限元法對(duì)該機(jī)型軸系進(jìn)行扭轉(zhuǎn)當(dāng)量系統(tǒng)換算，確定簡(jiǎn)化模型的相關(guān)參數(shù)；分別采用Holzer法和有限元模態(tài)分析法求解發(fā)動(dòng)機(jī)軸系的自由振動(dòng)，獲得軸系的各階自振頻率及其相關(guān)振型，并據(jù)此繪制頻譜圖，推算出發(fā)動(dòng)機(jī)的臨界轉(zhuǎn)速和在臨界轉(zhuǎn)速下的共振頻率及共振主諧次。 本文

3、首次使用瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)計(jì)算方法計(jì)算軸系強(qiáng)制扭振，運(yùn)用Visual Fortran編寫了相關(guān)通用程序以實(shí)現(xiàn)其算法。用EQ4H發(fā)動(dòng)機(jī)為例，根據(jù)廠方提供的相關(guān)數(shù)據(jù)配制理論示功圖，并以此為依據(jù)進(jìn)行扭振激勵(lì)力矩的計(jì)算，不但計(jì)算出臨界轉(zhuǎn)速下的共振振幅及曲軸系統(tǒng)各軸段的扭振附加應(yīng)力，還進(jìn)一步計(jì)算了在不同轉(zhuǎn)速工況下的主諧次振幅和軸段扭振最大應(yīng)力。 為了進(jìn)一步改善該發(fā)動(dòng)機(jī)軸系的扭振特性，本文還為EQ4H發(fā)動(dòng)機(jī)軸系設(shè)計(jì)了各種不同參數(shù)的橡膠減振器，并通過(guò)