摆盘式发动机轴系扭转振动控制建模研究

船舶发动机主轴在正常运行过程中,不仅要受到周期性的转矩和载荷的作用,而且还要受到船体自身的震动以及发动机的震动,因此,船舶发动机曲轴受力状况非常复杂。为了提高船舶摆盘式发动机轴系的使用寿命,本文结合多体动力学理论,采用数学分析的方法系统地研究了船舶摆盘式发动机轴系的振动特性,建立了摆盘式发动机曲轴轴系的振动模型,有重要的轴系设计指导价值。     

应用激光在水上测量船舶轴系

船舶轴系中心线的状态,直接影响发动机输出功率的效率和轴系运转质量,从而关系到船舶能否正常航行。轴系中心线的状态,指轴系中心线弯曲度和艉轴与发动机曲轴中心线的不同轴度。艉轴与发动机曲轴中心线的不同轴度,多在坞内或船排上,采用拉钢丝测量或者光学测量的方法进行测量。无论是在船坞中或是在船排上进行测量,船舶都不处于自由状态,由此测量的数据,当船下水后是要发生变化的。     

发动机曲轴轴系多柔体动力学仿真及应力应变分析

将多柔体动力学方法引入到曲轴计算中,并结合有限元分析技术,使用UG（Unigraphic）和ADAMS（Automatic Dy-namic Analysis of Mechanical Systems）建立了发动机曲轴轴系的动力学仿真模型;对曲轴轴系进行刚柔耦合多体运动学和动力学仿真,得到发动机在一个发火周期内的曲柄销法向力和切向力等动态载荷,为下一步机体振动噪音特性研究提供可靠的边界条件;并从曲轴所受的载荷中找出3个载荷比较大的时刻,计算得到了其相应时刻的应力和应变分布规律,找出了曲轴受力的危险部位,为曲轴的动态疲劳分析提供数据,为曲轴的优化设计提供参考.     

资讯篇

斗山拟增加船用主机曲轴产量据悉,韩国斗山重工拟在 2006年增加船用柴油主机曲轴的产量,达到270根。在2004年和 2005年,斗山重工所生产的这类曲轴分别为200根和220根。斗山重工生产的最大曲轴用于 9600TEU集装箱船的柴油主机, 该曲轴长27米,重414吨。斗山重工生产的曲轴均装配在斗山发动机公司生产的柴油机上。     

中型曲轴锻造之缺陷

中型曲轴系指轴重250÷1500公斤,主轴颈直径75—150公厘的曲轴。主要用于多缸的发动机,故曲轴为多弯式。此种曲轴大都为非合金碳素钢整根自由锻造而成,比它小的型式可用模锻,大的型式则可用红套。由于曲轴构造复杂,质量要求高,因此制造成本极高,如此类自由锻造的中型曲轴其成本即     

曲轴转子动力学仿真分析

活塞的往复运动借助于曲轴曲柄通过连杆传递到曲轴,在时间和空间上迅速多变的力、扭矩和弯矩使曲轴承受高且复杂的载荷。因此,在进行曲轴设计时必须进行仔细、精确的振动特性计算。利用Comsol分析了某型号三缸往复式发动机曲柄销偏心率和平衡质量对曲轴旋转时产生扭转振动的影响;研究了转子的瞬态响应和曲轴上平衡质量的轨道;仿真了曲轴的应力和压力分布、轴承颈中心的轨道以及轴承颈的横向位移分量,为不同曲轴的转子动力分析提供思路及参考。     

天然气发动机曲轴箱爆炸模拟及分析

为了验证船用天然气发动机曲轴箱的设计强度能否承受最恶劣爆炸工况下的超压,利用CFD计算软件对曲轴箱内燃料-空气混合气体爆炸后果进行数值模拟。基于荷兰应用科学院多能法(TNO多能法),在现有等效气体云Q_9模型的基础上推导适合曲轴箱内爆炸模拟的CFD计算模型。与试验数据的验证进行对比发现,新模型在高拥塞度、较小容积、受限空间中的计算结果精度较高。以某典型船用天然气发动机曲轴箱为例,采用新的等效气体云模型计算最恶劣爆炸工况下曲轴箱内的超压分布,并导入有限元软件进行强度评估。评估结果表明:曲轴箱油底壳部分结构无法承受最恶劣爆炸工况下的超压,若不安装防爆阀,需在设计时对曲轴箱油底壳结构进行适当加强。     

瞬时转速测量及求瞬时转速方法浅析

讨论了非接触式测量发动机曲轴瞬时转速的方法，此方法测量装置简单、方便，利用一安装曲轴自由端的６０齿齿轮和一磁电传感器，记录传感器感应出的电压信号从而求出瞬时转速。     

基于ADAMS的发动机曲轴系动力学仿真

建立包括柔性曲轴、活塞组、连杆组及飞轮在内的某型发动机刚柔体混合动力学仿真模型,在1 500 r/min工况下,对发动机进行刚柔体混合动力学仿真,得到了发动机的曲柄销负荷、活塞销负荷及最大动态应力等仿真结果.     

一种新型降噪声系统

美国NCT(Noise Cancellation Tech-nologics)公司最近采用微机开发了一种有源降低排气噪声和机械振动噪声的方法,並研制成功了NCT2000系统。其原理是:首先由收音传感器接收发动机曲轴角噪声的声压波形,並进行分析;接着,错开180°相位,     

柴油机曲轴速度变化的频谱分析

使用光电转速传感器,通过计算其感应器内部时钟的脉冲测量曲轴的速度变化,分析低谐波转速变化能过滤出由曲轴的动力响应产生的失真,根据这些谐波携带的信息建立起测量数据和发动机平均气压转矩之间的关系,从而发现故障并且确定不良的气缸.     

天然气发动机曲轴箱爆炸模拟及分析

为了验证船用天然气发动机曲轴箱的设计强度能否承受最恶劣爆炸工况下的超压,利用CFD计算软件对曲轴箱内燃料-空气混合气体爆炸后果进行了数值模拟。现有的CFD计算方法普遍采用等效气体云模型,其中最新的Q9模型能够综合考虑气体膨胀率和层流燃烧速率对爆炸后果的影响,应用广泛。然而在曲轴箱等高拥塞度受限空间内发生的气体爆炸,火焰传播猛烈且燃烧状态复杂,对于这种情况采用Q9模型来进行模拟会造成结果的不准确,为此基于荷兰应用科学院(TNO)多能法在现有模型的基础上推导了适合曲轴箱内爆炸模拟的等效气体云模型。通过与试验数据的验证对比发现,新模型在高拥塞度较小容积受限空间中的计算结果精度较高,误差在20%以内,且混合气体越接近理想状态(化学计量浓度),该模型的计算精度越高。以某典型船用天然气发动机曲轴箱为例,采用新的等效气体云模型计算了最恶劣爆炸工况下曲轴箱内的超压分布,并导入有限元软件进行了强度评估。评估结果表明：曲轴箱内最大应力的位置发生在结构强度较弱的油底壳处,应力峰值为361.257MPa,油底壳采用Q235材料,该应力已超过其许用应力,该部分结构无法承受最恶劣爆炸工况下的超压,因此如不安装防爆阀,需在设计时对曲轴箱油底壳结构进行适当加强。     

船舶柴油机曲轴动态强度分析

为准确分析二冲程船舶柴油机工作时曲轴的动态特性,结合Pro/E 3D软件和ANSYS软件对船舶柴油机曲轴、轴承、活塞、连杆等部件进行三维实体有限元建模,采用子结构法对其进行结构缩减,并将结果文件导入EXCITE软件中,建立整个船舶柴油机的轴系非线性多体动力学模型。采用该模型对曲轴进行一个循环的多体动力学计算。将计算结果恢复到曲轴实体有限元精细模型,进行正常工况下曲轴在一个循环内的动应力计算。结果表明,与单体曲轴强度分析方法相比,采用非线性多体动力学方法可获得更接近实际的曲轴载荷的边界条件,提高了船舶柴油机曲轴动态特性计算精度。     

LPG发动机缸内Nox分布及其排放的预测研究

借助CFD软件Star-CD,将基于β函数的概率密度函数方法应用于描述LPG发动机缸内不同区域的温度来模拟NOx的生成,同时考虑了缸内湍流场中组份和温度场的脉动。给出了在火花点火的燃烧方式下,LPG发动机在不同曲轴转角下缸内NOx的时空分布。计算和试验结果吻合良好。与其它PDF方法相比更趋理性,为研究和改善发动机的排放提供了参考。     

船舶柴油机曲轴的模态分析

通过建立船舶柴油机曲轴的三维几何模型,结合 ANSYS 软件对曲轴的细节特征和约束进行简化.采用Lanczos法进行自由模态分析,获得曲轴前5阶固有频率和振型向量,并求得曲轴振动中的危险区域.     

红套曲轴过盈量的计算

国内外低速柴油机曲轴,一般都采用组合式结构。组合式曲轴的套合工艺有油压套和红套(也称热套)两种,目前绝大多数采用红套。套合曲轴,如同整体式曲轴一样,需根据负荷大小选取合理的结构尺寸以满足强度及刚度要求;同时,还必须考虑到它的套合部份的     

基于有限元方法的16PA6STC柴油机曲轴疲劳强度分析

针对曲轴处于多轴应力循环状态,以16PA6STC型柴油机曲轴为研究对象,采用PATRAN有限元分析方法对曲轴进行柔性处理,在ADAMS中建立刚-柔性体结合的曲轴连杆机构的动力学模型,并进行多体动力学仿真分析,利用FATIGUE疲劳分析软件,对曲轴在额定工况下进行疲劳强度分析.     

基于CAD建模的单缸曲轴裂纹的有限元模态分析

针对曲轴因疲劳而导致在曲柄内拐角处容易出现斜向裂纹的问题,采用CAD建模然后导入到ANSYS中,用ANSYS有限元分析法模拟分析含裂纹曲轴的振动特性.通过对一单缸实验型曲轴的模态分析和动态响应分析,研究裂纹对曲轴振动特性的影响,为实现曲轴裂纹动态监测打下基础.     

基于Visual C#语言的柴油机臂距差数据处理系统

在研究曲轴臂距差与轴线状态关系的基础上,采用Visual C#语言,以柴油机曲轴臂距差为研究对象,开发一个基于臂距差法的船舶主机曲轴轴线状态评估软件,软件实现了计算曲轴在垂直平面与水平平面内的臂距差值和绘制曲轴轴线状态图等功能,以便于轮机人员快速、准确而直观地判断船舶柴油机曲轴轴线状态。     

船舶柴油机曲轴三维实体动力学仿真

曲轴是船舶柴油机的重要组成部件,通常对曲轴的研究是在静力学基础上对曲轴的应力等进行分析,有一定的局限性。本文以6E300DC型号的船用柴油机曲轴为例,采用CAXA软件进行三维实体建模,并导入ADAMS中进行仿真研究,通过添加约束、载荷,对曲轴进行动力学仿真计算,其研究结果对柴油机曲轴的动态性能及优化设计有一定的参考价值。