油底壳有限元分析及优化设计

<正>本文利用HyperWorks软件对发动机油底壳进行有限元分析,发现油底壳与发动机有一个共振区。为了提高它的固有频率,通过加厚和形貌优化对油底壳进行了改进。     

某变速器油底壳形貌优化设计

油底壳是变速器表面辐射噪声的主要来源之一。笔者为提高油底壳固有频率,采用形貌优化设计方法,考虑加工工艺,得出最优加筋设计方案。模态分析结果表明,优化后的油底壳前10阶固有频率均得到较大幅度提升。本研究可为变速器NVH性能优化提供一定技术参考。     

支架形貌优化设计方法研究

提出一种基于形貌优化技术的支架加强筋布置方法,并以最优化某车载DVD支架总成第一阶固有频率为例,在Oplistruct软件中对该方法进行了实现.根据形貌优化分析结果布置该DVD支架加强筋后,DVD支架总成的第一阶固有频率增加了30%,改善效果明显.表明通过形貌优化方法可以快速、有效的获取支架加强筋的布置方案,该方法为支架加强筋的布置提供了新的途径.     

基于频率约束的高速柴油机油底壳优化设计

本文首先利用模态分析方法对某高速柴油发动机的油底壳结构进行模态分析,在得出其前10阶固有频率和相应振型的基础上,结合拓扑优化理论,建立基于频率约束的油底壳拓扑优化模型,提出一种更为合理的材料布局方案,得出满足设计要求和使用功能的油底壳最优模型。结合优化过程中对频率的约束,提高其前10阶固有频率,从而避开激振源的频率范围以避免共振的发生。在实现减振降噪目的的同时,又可以减轻油底壳的重量。     

某SRV发动机罩模态分析及频率优化研究

建立了某SRV发动机罩的有限元模型,利用MSC.Nastran有限元软件分析了该发动机罩的自由模态,得到了其各阶振动频率和振型.与路面激励频率、发动机激励频率、白车身固有频率进行了对比,指出了其中可能存在共振的频率,并提出了以壳单元厚度为变量、1阶和3阶固有频率为约束条件、系统质量最轻为优化目标的频率优化方案.结果表明,优化后发动机罩前3阶固有频率能有效地避开共振频率     

发动机油底壳辐射噪声控制研究

利用有限元法分析某发动机油底壳的振动特性,对其表面辐射噪声进行研究。首先对油底壳进行模态分析,研究其固有频率和振型,然后对油底壳进行瞬态振动响应分析,由此确定油底壳在发动机工作过程中振动较强的部位,并据此提出抑制油底壳振动,以降低其表面辐射噪声的方案。     

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.     

采用响应面法的汽车转向系统固有频率优化

提出一种基于响应面方法的汽车转向系统固有频率优化方法。以某微型车为例,该方法从建立汽车转向系统的有限元模型出发,结合拉丁方试验设计方法,采用最小二乘法建立转向系统的二次响应面近似模型;在此基础上,以转向系统的1阶固有频率最大化为目标,总质量为约束,并通过灵敏度分析选取5个部件有限元模型壳单元壁厚为设计参数,建立优化模型。对转向系统进行优化的结果表明,采用该方法对汽车转向系统进行优化,能有效提高其1阶固有频率,减小转向系统质量,从而抑制转向系统的振动。     

某汽车发动机护板的有限元分析及优化设计

以某型汽车发动机护板为分析对象,采用CATIA软件建立汽车护板模型;以有限元分析软件Hyper Works为平台,对护板进行模态分析,并应用Opti Struct软件对护板进行形貌优化,选择1阶频率最大化作为目标函数,并满足护板刚度和强度的约束条件。根据优化的分析结果,将其与加工工艺结合在一起,布置下护板加强筋,并对优化方案进行模型验证,结果显示发动机护板的1阶频率提高了29.96%,优化效果良好,避开了发动机的激振频率,为发动机护板设计加强筋提供了新的方法。     

基于响应面法的汽车转向系统可靠性优化

针对结构参数的不确定性会导致确定性优化结果不可靠的问题,提出一种将可靠性分析与优化技术相结合的转向系统可靠性优化方法。该方法基于响应面方法构建转向系统优化近似模型,以1阶固有频率为约束,总质量为优化目标对转向系统进行可靠性优化。结果表明,采用该方法对汽车转向系统进行优化,减小了系统质量,提高系统的1阶固有频率,避免怠速共振,达到可靠性优化的目的。     

涡轮增压器旁通放气阀杆疲劳断裂研究

针对某型涡轮增压器旁通放气阀杆断裂故障,对断口进行了分析,确定了放气阀杆断裂为双向弯曲疲劳失效。在此基础上,运用有限元方法对放气阀杆断裂的失效机理进行了分析,并给出了相应的改进措施。研究表明,由于放气阀的一阶固有频率过低,落在发动机振动激励频率范围之内,很容易引起放气阀杆共振而发生疲劳断裂。建议对放气阀杆进行改进设计以提高其一阶固有频率;同时,结合发动机工作剖面,在设计阶段对放气阀进行动态设计。     

发动机罩板的有限元分析

为验证某款发动机罩板的结构强度和固有特性是否满足设计要求,文章利用HyperWorks软件对该发动机罩板进行了有限元建模、静力学分析和约束模态分析。通过分析发现它的刚度满足设计要求,但是由于它的低阶固有频率偏低,与发动机激励频率接近,因此发动机罩板会产生较大的振动。在后续改进设计中应采取减振措施,尽量减小发动机罩板的振动。     

摩托车发动机弹性悬置减振研究

发动机弹性悬置可以减小发动机激振引起的摩托车振动,设计弹性悬置的主要工作是根据发动机质量、转动惯量和弹性元件刚度来计算弹性悬置发动机系统的自然频率,并修改弹性元件结构、材料以尽可能满足√2倍最高弹性悬置发动机系统自然频率小于发动机最低工作激振频率这一条件。试验结果表明,发动机弹性悬置具有很好的减振效果。     

轻型汽油事改装柴油机后发动机悬置系统和冷却系统的优化设计

介绍在原有汽油车底盘的基础上改装柴油机后，发动机悬置系统和冷却系统的优化设计和苎警方法。建立了以发动机悬置系统能量解耦和固有频率为综合目标的优化模型，对悬置系统参数进行了优化。运用相似理论对风扇进行了优选和匹配。     

轻型汽油车改装柴油机后发动机悬置系统和冷却系统的优化设计

介绍在原有汽油车底盘的基础上改装柴油机后,发动机悬置系统和冷却系统的优化设计和匹配方法。建立了以发动机悬置系统能量解耦和固有频率为综合目标的优化模型,对悬置系统参数进行了优化。运用相似理论对风扇进行了优选和匹配。     

天然气发动机对润滑油的要求

介绍了国内天然气的应用现状、天然气质量及天然气发动机油的特殊性。指出针对不同的发动机、燃气质量,应该选择合适灰分的机油。灰分过低,造成气门磨损加剧;灰分太高,造成气门熔损及燃烧室和活塞沉积物增加,严重时导致活塞环及气缸套磨损。排气门上的沉积物取决于机油的灰分及油耗。     

转向系统固有频率设计研究

转向系统固有频率和整车怠速激励频率吻合而产生的共振是造成整车舒适性下降的重要原因。合适地设计转向系统的固有频率,是解决此类问题的有效手段。     

天然气汽车使用中存在的问题及对策

阐述了天然气汽车功率下降和早期磨损的原因。介绍了提高天然气汽车功率的措施，即提高发动机的充气系数，适当提高发动机的压缩比及使用专用天然气汽车发动机润滑油。试验表明，使用专用发动机润滑油对提高发动机功率和防止早期磨损具有显效果。     

Effects of end coils on the natural frequency of automotive engine valve springs

In this paper, we present a method for estimating the natural frequencies of various engine valve springs such as constant pitch, two-step variable pitch, three-step variable pitch, and progressive springs. Since a valve spring’s surging amplitude is magnified when the spring’s natural frequency coincides with the frequency of the cam profile harmonic components, estimating the natural frequency of the spring is the first step in predicting valve spring surging phenomena. A new method for calculating the valve spring’s natural frequency is proposed in this paper that considers the end coil effect. This method predicts not only the natural frequency of a helical spring at a fixed number of active turns, but also the change in the natural frequency as the spring is compressed. The experimental results demonstrate that nonlinear characteristics of engine valve springs can be predicted from the given initial pitch curves.