基于有限元法的柴油机曲轴裂纹扩展模拟研究

以某型直列柴油机曲轴为研究对象,建立曲轴的有限元模型,采用子结构技术对有限元模型进行模态缩减。应用AVL.Excite进行曲轴的多体动力学仿真,经过应力恢复得到曲轴的应力分布,确定易产生裂纹的危险截面。采用1/4节点等参退化奇异单元模拟裂纹前沿应力奇异性,建立曲轴表面裂纹扩展的有限元模型,对不同深度椭圆裂纹的应力强度因子进行计算,最后拟合应力强度因子与裂纹深度的近似表达式,预测了其裂纹扩展寿命。     

发动机扭振模态试验及响应分析

扭转振动是发动机一个重要的动力问题。本文用模态分析方法研究曲轴系统扭转振动。已经证明,曲轴系统扭转模态与车自由度扭振系统是等效的。进一步讨论曲轴系统扭振模态试验方法,指出用线加速度传感器测量扭振响应是行之有效的和说明如何分离曲轴系统扭振模态。本文最后根据扭振模态原理,建立模态频率响应函数,应用模态数据确定发动机临界转速,计算曲轴扭振变形、应力和截面扭矩等响应。     

TBD234V6柴油机曲轴动态特性研究

利用有限元软件对TBD234V6曲轴进行了自由条件下的有限元模态分析,同时为获取准确的结构响应信息,对曲轴进行了试验模态分析并利用N-Modal软件识别各阶模态参数。通过对模态频率、模态振型与模态相关性三者的比较分析,验证了所建立曲轴三维有限元模型的正确性,并在此基础上完成了对有限元模型的修正,修正后的模型比原分析模型具有更高的精度。     

基于混合建模的发动机曲轴模态分析

开展了发动机曲轴在自由状态和安装状态下的模态参数识别,发现曲轴的边界条件对模态参数影响较大;研究了曲轴试验模态与仿真模型的混合建模方法,计算得到曲轴在约束状态下的模态结果。研究结果表明,利用混合建模的方式可以将曲轴自由模态结果转换为实际安装状态下的约束模态,以用于评估曲轴实际工作过程的动态特性,同时得到了气缸压力对曲轴约束模态影响较小的结论。混合建模的方式结合了试验和仿真的优点,提高了曲轴约束模态的分析精度,降低了试验限制条件,为评估曲轴动态性能和发动机动力学分析创造了更准确的条件。     

基于有限元法的曲轴扭振模态分析

建立了一种两缸汽油机曲轴简化三维模型,在有限元分析软件中约束曲轴全部节点除转动外的所有自由度,对曲轴的扭转振动进行模态分析,获得曲轴扭振的前5阶固有频率和振型,并对考虑了活塞组和连杆等效转动惯量和不考虑等效转动惯量的2种模型的扭振模态分析结果进行对比,为曲轴的动力学分析和结构设计提供了理论依据。     

曲轴的疲劳和模态分析

用 CAD软件 PRO/ E对东风汽车公司生产的康明斯某型号柴油发动机曲轴建立了三维实体模型 ,通过 IGES文件载入工程分析软件 ANSYS中 ,对不带平衡块的曲柄和带平衡块的曲柄进行网格剖分和边界条件的施加 ,分析了静应力分布情况 ,并在此基础上完成了曲轴的疲劳强度计算。对简化的曲轴三维有限元模型 ,进行了前 6阶自由模态的计算。为曲轴的设计以及改进提供了参考依据。     

基于HyperWorks的曲轴有限元建模及模态分析

对某四缸发动机曲轴进行简化,利用CATIA建立简化的三维模型,并利用HyperWorks软件中的HyperMesh模块对曲轴的三维模型进行同格划分,建立曲轴有限元分析模型;采用Nastran求解器对曲轴进行自由模态分析,得到了曲轴的前12阶固有频率和振型,为曲轴的动态性能设计和结构优化提供理论依据,同时为曲轴工作状态下...     

发动机油底壳分析与优化

在某发动机油底壳的设计优化中,首先建立油底壳有限元模型和曲轴系动力学模型,进行油底壳模态分析和曲轴系激励分析,得到油底壳的模态结果和曲轴系的稳态激励载荷:然后进行油底壳带曲轴箱的强迫振动频率响应分析,得到油底壳结构表面的振动响应速度分布;最后完成模态和频响分析优化,得到一种最佳的油底壳结构设计方案,为今后低噪声油底壳的设计提供了新的尝试.     

变惯量多体曲轴轴系发动机动力学仿真

基于拉格朗日方程,在考虑曲柄连杆的变惯量、气缸的摩擦扭矩和燃气压力总指示扭矩的基础上建立了发动机曲轴轴系动力学模型。利用ADAMS内置的参数点坐标、参数化方程功能,在ADAMS内二次开发了集曲轴轴系结构参数、摩擦扭矩参数、负载扭矩参数和发动机点火次序选择的参数化软件。通过曲轴柔性处理获得轴系模态中性文件,由ADAMS/FLEX模块导入到ADAMS中建立了柔性曲轴的发动机多体动力学虚拟样机,结合某型车进行了动力学仿真。结果表明,发动机有效输出扭矩受摩擦扭矩和变惯量扭矩的影响较大,柔性曲轴比刚性曲轴能更好地模拟发动机曲轴,为车辆动态性能仿真提供了良好的发动机模型,并可为发动机的轴系设计、曲轴的强度校核和寿命计算提供准确的载荷。     

6110柴油机曲轴的三维有限元分析

对6110柴油机整体曲轴建立了符合实际情况的三维模型,进行了三维有限元分析,研究了整体曲轴的应力状态和变形情况,并对曲轴在交变载荷下的疲劳强度进行了校核。对曲轴带飞轮和皮带轮及不带飞轮和皮带轮两种情况下进行了模态分析,并进行了比较。为柴油机曲轴的结构设计提供了有价值的理论依据。     

子结构模态综合在汽车振动噪声分析的应用

介绍了子结构模态综合技术,并以整车振动分析子结构模态综合技术应用的实例,说明建立子结构模型及整车模型进行汽车结构振动分析的流程,此计算过程有效降低了求解规模和计算成本,并以采用和不采用子结构模态综合法的计算结果对比说明了该技术对缩减整车模型的适用性和准确性。     

子结构组合系统分析中的分步计算法——用试验模态参数进行汽车整车动力学模型建模的探讨

本文应用子结构组合模态综合法,利用试验模态数据,在计算机上建立了一个包括汽车20Hz之前各阶弹性模态和刚体模态的整车动力学模型。为容纳尽可能多的模态数和测点数,提出了在模型计算过程中的分步计算法。     

曲轴有限元自由模态分析

本文用有限元方法对某高速柴油机曲轴进行了自由模态分析，求出了前5阶模态参数，并与实验结果进行了比较，为曲轴动态响应分析提供了可靠的动力学模型。     

基于ANSYS Workbench的某客车车架结构模态分析

以某天然气客车车架为研究对象,通过Solidworks 2012建立三维实体模型,然后将实体模型导入ANSYS Workbench中进行网格划分,建立车架的有限元模型并进行模态分析,为车架结构设计的合理性评价以及结构改进设计提供参考。     

发动机曲轴系非线性动力学分析

针对发动机曲轴系振动与主轴承油膜耦合问题，采用模态减缩法，将曲轴系中每个部件压缩为缩减自由度的子结构模型，并通过不同的连接体对它们进行连接，构成发动机曲轴系的非线性动力学模型，求解该模型，即可得到曲轴的动力学特性与主轴承油膜特性。本文以某四缸发动机为例，采用以上流程对其曲轴系进行非线性动力学仿真分析。计算结果表明，该发动机的曲轴系振动符合设计要求，且对于主轴承轴瓦磨损的预测与试验结果吻合，说明了曲轴系动力学仿真计算的正确性。     

基于子模型方法的曲轴强度分析

发动机曲轴的破坏形式主要为圆角部位的疲劳失效,为减小计算规模,提高分析效率,文章对某直列4缸发动机曲轴系建立多体动力学模型,计算曲轴的动态载荷谱,使用圆角子模型完成曲轴强度分析。计算表明,曲轴最薄弱部位于第8曲柄臂相连的曲柄销圆角,其疲劳安全系数为1．471。采用圆角子模型方法可以快速高效完成发动机曲轴的强度计算.     

基于Solidworks建模技术的工程有限元仿真分析

在工程有限元仿真分析中,现有的通用有限元分析软件有着各自的优缺点,而三维设计软件Solidworks具有超强的建模功能。笔者利用Solidworks的三维实体建模技术,以单洞四车道隧道为工程背景,建立了工程有限元仿真模拟现场的复杂模型,通过Solid-works与通用有限元仿真分析软件提供的通用数据格式,将隧道三维模型转换为有限元仿真分析网格模型。通过MIDAS/GTS计算出结果,验证了基于Solidworks建模技术应用于有限元仿真分析计算是切实可行的。     

子结构组合系统分析中的分步计算法—用试验模态参数进行汽车整车动力...

本文应用子结构组合模型综合法，利用试验模态数据，在计算机上建立了一个包括汽车２０Ｈｚ之前各阶弹性模态和刚体模态的整车动力学模型。为容纳尽可以多的模态数和测点数，提出了在模型计算过程中的分步计算法。     

基于CATIA和ANSYS的6缸曲轴有限元模态分析

柴油发动机使用的曲轴,是一个结构复杂的弹性连续体,曲轴的振动特性对整个发动机的NVH有重大的影响。采用三维设计软件CATIAV5对某系列曲轴进行了三维设计,然后利用有限元分析软件ANSYS,对发动机曲轴进行模态分析,得到了该型号曲轴的固有频率和振型,为发动机曲轴的振动分析计算和有限元分析计算提供了一定的参考,缩短了开发时间,降低了研发费用。     

汽车发动机曲轴扭振的多体动力学分析

采用结合有限元法(FEM)的多体系统仿真(MSS)方法对汽车发动机曲轴进行扭转振动分析。建立了包括柔性曲轴的车用发动机曲轴系统的多体动力学模型。根据多体动力学仿真计算结果,分析了曲轴的扭转振动,测量了曲轴自由端的扭转振动,与仿真计算结果吻合较好。