基于振动分析的曲轴疲劳仿真方法研究

铁路全面提速对机车柴油机曲轴的可靠性提出了更高的要求．从可靠性研究中最关键的疲劳仿真技术人手，运用有限元法，以模态和动力响应仿真为研究基础，从曲轴的振动特性到疲劳寿命预测进行了较深入的方法研究．提出了一些此类问题的关键技术，最后又以机车新产品开发中常用的单缸试验机曲轴作为应用对象，对所提出的技术路线予以验证．     

内燃机曲轴的弯扭耦合非线性振动分析

以内燃机曲轴单位曲柄为研究对象,着重考虑刚度不对称和质量偏心的影响,建立了系统的非线性运动微分方程,利用数值方法对曲轴的非线性动力学特性进行了仿真.结果表明:随着质量偏心的增加,弯扭耦合区的范围增大,系统运动由周期运动变为概周期运动;随着刚度不对称系数的增加,系统出现环面倍化分岔,并转变为混沌运动;随着扭转刚度的增加,系统的运动趋于稳定.     

柴油机曲轴故障浅析

柴油机曲轴故障由曲轴本身质量及操作管理方面的原因而产生的。文章分析了因操作管理不当而引起的柴油机曲轴故障现象,同时对其修复方法作简要阐述。     

柴油机轴系扭转振动的有限元分析及TVCS程序系统

给出了柴油机轴系扭转振动有限元分析的基本公式和求解方法;介绍TVCS程序系统,并给出具体算例。应用该程序可以进行复杂轴系的扭振计算。     

含裂纹曲轴的有限元模态分析

针对实际使用过程中曲轴因疲劳裂纹而引起断裂的事故,本文通过CATIA软件创建曲轴三维实体模型,将其导入ANSYS进行模态分析,研究曲轴在含横向裂纹前后2种状态下的动力学特性,为实现曲轴裂纹动态监测打下基础。     

基于EXCITE-designer的车用柴油机轴系扭振与减振分析

介绍了AVL公司开发的发动机模拟软件EXCITE-designer的功能和特点,针对某车用柴油机飞轮螺栓断裂问题,基于该软件对轴系进行了扭振与减振分析,提出了改进措施。     

发动机曲轴多级混联式扭振减振器的设计与分析

介绍了汽车发动机曲轴多级混联式扭振减振器的设计构想,设计了2种三级混联式扭振减振器的结构,建立了评价多级混联式扭振减振器减振特性的计算模型,提出了选取各级扭振减振器设计参数的优化方法,通过计算对比分析了多级混联式扭振减振器的减振效果。     

基于有限元法的曲轴结构分析及优化

以东风康明斯某曲轴为例,在Pro/E中进行了三维实体建模;使用通用有限元分析与优化软件HyperWorks分析了原材料及两种新材料不带平衡块曲轴单拐模型的位移场和应力场,校核了曲轴在交变载荷作用下的疲劳强度,并对曲轴模型进行了设计优化。为新材料曲轴的设计提供了参考依据。     

基于AVL Designer的曲轴扭振仿真软件关键问题研究

讨论AVL Designer软件在发动机曲轴扭振计算过程中需要注意的3个关键问题:载荷数据、曲轴刚度数据和扭振结果分析。缸压传感器测量获取的载荷数据比Boost软件计算更加精确。曲轴刚度数据由试验、有限元计算或AVL Autoshaft计算获取。扭振结果分析包括临界转速、节点位置等。     

氮化曲轴强度的研究

通过对曲轴材质的试棒的弯曲应变进行测试和计算,求得了表面层的弹性模量,并以内燃机车用16V240ZJB型柴油机为例,对表面氮化和不进行表面处理的两种曲轴单拐,分别进行了精细计算,计算模型中单拐采用壳与块两种单元模拟,表面层用薄壳单元模拟,壳单元边长仅1 mm×1 mm,厚度仅0.2 mm,很好的模拟了表面层.计算求得的单拐应力分布完全符合规律,最大应力产生在主轴颈圆角部位,其值与实测相比误差为6.3％.     

车辆-高架桥耦合系统竖向振动分析车辆轨道新模型

针对CRTS Ⅱ型无砟轨道-桥梁轨道结构的特点,建立了列车-无砟轨道-桥梁耦合振动新模型。整个系统离散成一个多节点的轨道单元和具有二系悬挂的动轮单元,基于有限元方法和Lagrange方程,建立列车-无砟轨道-桥梁时变系统竖向振动方程。该模型具有程序编制容易、计算效率高的特点。作为应用实例,计算得出了两车通过时随机不平顺条件下轨道桥梁结构的动力特性,说明新模型正确可行。     

柴油机曲轴整体应力分析方法的研究

本文针对曲轴整体计算巾的两个难点分别提出了新的解决办法.对确定曲柄臂刚度问题,先用有限元法计算单拐,再把求出的节点位移作为已知数,反求曲柄臂当量梁的等效刚度;对确定支承刚度则采用曲轴—机体的计算模型.文章以16V24DZJ 柴油机曲轴为例进行了计算,给出了主要的计算结果.与实测相比,平均误差16.8%.     

柴油机曲轴整体结构的三维有限元分析

本文采用子结构方法对柴油机曲轴整体结构进行了三维有限元分析。对曲轴这种复杂的工程结构问题通过分成子结构进行求解,可以建立更加灵活合理的结构模型,也可降低方程组的阶数,节省大量的重复计算工作,并能够在没有大机器的情况下,用很少的内存容量解算大自由度数的题目。     

关于一例 SULZER 5AL25/30 型船用柴油机曲轴烧瓦故障的分析

柴油机轴瓦与曲轴轴颈烧熔咬死是一种柴油机运行过程非常严重的机械故障。针对某老龄船发生的一起柴油机曲柄销轴承烧瓦故障进行深入分析和研究,通过故障形成的机理,探明造成此类故障的多方面原因,并根据船上的现有条件采取行之有效的修复方法恢复柴油机的正常功能。同时,根据事故中存在的轮机管理方面的漏洞,对轮机部的日常管理和设备维护保养工作提出了一些积极的改进措施。     

基于发动机激励的客车振动分析

利用有限元法对客车进行了动态特性分析,研究了发动机激励对客车振动的影响。建立客车有限元模型,对整车进行了自由状态下的模态分析;在模态分析的基础上进行谐波响应分析,分别考虑发动机垂向和横向激励2种工况,研究发动机输出的简谐力引起的车身位移响应,以考察车身各部位的振动情况。     

柴油机汽缸套穴蚀和振动特性的研究

以12V180型柴油机的汽缸套为例,用有限元法对该缸套进行了动力分析,并对引起缸套振动的活塞冲击力的处理进行了探索性的研究。本文从研究缸套计算模型的建立入手,对不同疏密程度网格的计算精度进行了比较,最后选定了144个节点的缸套计算模型作为进一步分析的基础;对不同壁厚、不同支承刚度、不同O型密封圈刚度和O型密封圈不同位置等多种因素的变化对缸套振动特性的影响分别进行了研究,为今后柴油机汽缸套的设计提供了一定的理论依据。     

箱梁的空间振动分析探讨

本文采用三角形板单元对箱梁分段建立运动微分方程,解出模态,对整体结构动态综合时进行了缩阶,求出结构的低频模态。在Zienkiewicz处理单元刚度矩阵奇异问题方法的基础上,提出采用假设板单元面内转动质量系数的方法处理质量矩阵的奇异问题。本文还用坐标总集推导了总装方程,结果表明,所作近似与各分段模态间之正交性等价。算例表明:对板单元刚度、质量矩阵奇异性问题在不计结点之面内转动自由度时之处理方法将是可行的。有限元法与动态子结构法结合(简称FEDS)对箱梁进行动态分析是有效的。     

耦合螺栓模型建模及柴油机有限元分析

研究了耦合螺栓有限元建模方法,该模型考虑到了螺栓连接所具备的预紧力和接触对这2个重要的特征.将耦合螺栓有限元模型运用到了某试件的模态分析计算中,所得到的频率和振型与实验结果具有很好的一致性,验证了耦合螺栓有限元模型的有效性.该模型运用到了某中速船用柴油机的机体与油底壳之间的连接,研究了采用螺栓连接的柴油机的有限元模型与采用粘连的方式直接将柴油机的机体与油底壳固连的有限元模型在模态频率和模态振型之间的差异     

基于LabVIEW的柴油机振动信号测试与分析

文中介绍了基于LabVIEW开发平台的柴油机缸盖振动信号采集与分析,结合PCI-4472开发了数据采集系统。利用LabVIEW和Matlab的强大功能,编写信号分析与模式识别程序,模拟柴油机气阀漏气和气门间隙异常等故障,获取3110柴油机缸盖振动信号并建立AR与RBF神经网络结合的诊断模型进行了故障识别,这对于实现故障诊断的数字化与智能化有重要的意义。     

大功率柴油机活塞环气环的强度有限元分析

针对柴油机的性能要求,结合活塞环第一道气环的理论参数,建立缸套、气环、活塞的简化模型;设置套装接触,对其强度进行了有限元分析.结果显示:最大套装应力σ'max=393.43 MPa,最大工作应力σmax=288.27 MPa均在许用安全范围之内.最后计算出活塞环热传导时的温度场分布,结果显示其导热性能良好,满足设计需求.有限元分析结果与理论计算结果相比一致,从而为活塞环气环的设计提供参考.