柴油發(fā)動機主要零部件及組合結構動態(tài)特性研究.pdf

1、沈陽軍區(qū)65182部隊委托東北大學設備診斷工程中心研究開發(fā)軍車柴油發(fā)動機性能檢測診斷儀。作為此項目的子課題，本文對康明斯6BT5.9柴油發(fā)動機主要零部件及其組合結構的動態(tài)特性和實驗驗證進行了系統(tǒng)研究。得出了理論計算和實驗結果相符的結論。 本文首先總結了國內(nèi)外結構動態(tài)特性分析的研究成果。基于結構模態(tài)分析理論，從分析柴油機的組成和工作特點入手，系統(tǒng)地應用了有限元技術，綜合考慮了提高計算精度和降低計算規(guī)模這個建模的根本問題，利用ANS

2、YS軟件，建立起了曲軸、連桿和活塞的有限元模型并分別計算和分析了曲軸、活塞和連桿的自由模態(tài)。本文所建的模型解決了前人在運用板、殼等單元建立柴油機主要結構有限元模型時遇到的如何協(xié)調(diào)精度和規(guī)模的難題。 柴油發(fā)動機是由許多復雜結構形狀的零部件組成的系統(tǒng)，欲研究其整機性能，需要分析裝配部件的動態(tài)特性。本文基于模態(tài)綜合理論分析了連桿組合結構特點，利用ANSYS中CMS(部件模態(tài)綜合)技術，建立起了連桿組合結構的有限元模型，計算和分析了其自

3、由模態(tài)。然后，基于有限元邊界條件處理技術，建立了連桿、活塞組合結構，曲軸、連桿組合結構，以及曲軸、連桿與活塞組合結構的有限元模性，計算和分析了組合結構的自由模態(tài)。初步研究了組合結構接合面的接觸處理方法。 結構動態(tài)特性分析要求對結構系統(tǒng)進行較為準確的數(shù)學描述，目前工程中主要利用有限元技術來建立理論計算模型。由于對結構物理、幾何特性的假設和對結構約束及聯(lián)接狀態(tài)等的簡化，使得理論計算模型在模型結構和模型階次以及模型參數(shù)等三個主要方面存

4、在誤差，其計算結果的精度是否可靠，這需要實驗驗證。本文根據(jù)模態(tài)試驗理論搭建了模態(tài)試驗系統(tǒng)，并結合科學計算軟件MATALB編制了一套頻域模態(tài)參數(shù)識別程序，從而獲取了柴油發(fā)動機主要零部件及其組合結構的模態(tài)參數(shù)。 最后，根據(jù)模態(tài)相關性原理，本文對理論計算結果與實驗分析結果進行相關性分析。兩者相關性分析結果的一致性，證明了本文所建立的柴油發(fā)動機主要零部件模型的正確性以及結合面接觸處理方法的合理性，從而為下一步的柴油發(fā)動機動力響應分析、整