往复式船用空压机曲轴连杆机构力学特性分析研究

为了降低往复式船用空压机曲轴连杆机构的变形率,提出了往复式船用空压机曲轴连杆机构力学特性分析研究。根据空压机的结构形式分析了往复式船用空压机曲轴连杆机构活塞受力情况,依托活塞动力计算图,对曲轴连杆机构的动力进行分析,基于质量换算分析了作用于船用空压机曲轴连杆机构的力和力矩,又结合往复式船用空压机曲轴连杆机构力学性能分析,实现了往复式船用空压机曲轴连杆机构力学特性分析。结果表明,设计的力学特性分析方法相比传统分析方法,曲轴连杆机构的形变值降低了79.2%,有效地降低了船用空压机曲轴连杆机构的变形率。     

基于缸压信号的星型压缩机动力学分析

[目的]对于星型多级往复式高压压缩机,各级气缸压力变化情况一直没能准确掌握,相关的动力学分析也只是基于理论值来计算,而测取压缩机实际气缸压力情况对于提高星型压缩机动力学分析的准确性有一定的帮助。[方法]采用气阀阀杆钻孔的方法,在不破坏气缸结构的情况下,成功测取各气缸在不同工况下的压力,并测试气缸盖和基座的振动加速度。通过理论分析该型压缩机对二阶惯性力的自平衡能力,简化曲柄连杆机构构造ADAMS动力学模型,运用参数化设计的方法得到最佳平衡重质量。在排气压力为25 MPa的工况下,将测取的气体力转化为对活塞的作用力加载到活塞质心,得到主轴承的受力情况。[结果]结果表明,主轴承受力以一阶和三阶惯性力为主,压缩机工况变化主要影响三、四级气缸压力,一级缸的振动相对剧烈。[结论]该型压缩机曲柄连杆机构自平衡能力良好,测试结果可对于理解该型压缩机气缸压力的特点及分析压缩机振动的特性提供参考。     

6L21/31型船用中速柴油机动力学仿真及曲轴应力分析

针对个别6L21/31型船用中速柴油机曲轴某些部位出现裂纹的情况,基于虚拟样机技术建立该型柴油机曲柄-连杆机构的多刚体虚拟样机模型,对该型柴油机进行动力学特性分析。借助有限元软件对曲轴进行柔性化处理,建立该型柴油机曲柄-连杆机构刚-柔混合的样机模型,完成了曲轴动应力分析,获得了曲轴的最大应力值及位置,为曲轴的改进优化提供依据。     

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。     

基于虚拟样机技术的柴油机曲轴-连杆-活塞机构运动学、动力学仿真分析

基于虚拟样机技术及其支撑软件VN4D和Pro/E,实现了对12VPA6柴油机曲轴-连杆-活塞机构的运动学、动力学仿真.通过动态仿真柴油机的运行,获取了仿真模型的运动学、动力学特性数据,得到的结果与理论分析相吻合,这为该型柴油机曲轴-连杆-活塞机构的优化设计和有限元分析提供了依据.     

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.     

基于有限元分析和动力学仿真的曲轴疲劳寿命计算

基于某型十二缸内燃机曲轴的有限元模型,建立了包括曲轴、活塞组、连杆组及飞轮在内的三维实体动力学仿真模型,并考虑惯性力、气缸压力和相邻拐的影响.通过曲轴刚柔混合动力学仿真,计算了标准工况下曲轴的载荷历程曲线及最大应力,并利用全寿命方法(S-N法)得出了该曲轴的疲劳寿命.在此基础上,对内燃机负荷与曲轴疲劳寿命关系进行了分析,表明内燃机负荷对曲轴疲劳寿命有显著的影响.     

船用低速柴油机曲轴轴向振动研究

以船用大功率低速柴油机柔性体曲轴为对象,在考虑气体力、运动部件惯性力、扭纵耦合效应等因素的情况下,建立曲轴、连杆、活塞的刚柔混合动力学模型。通过数值仿真,分别对连杆推力、连杆法向力和切向力对曲轴轴向振动的影响进行分析。分析结果表明：法向力是曲轴轴向振动的直接激励源,切向力是曲轴轴向振动的间接激励源-切向力引起曲轴扭振,进而引起曲轴纵振;同时法向力和切向力对曲轴轴向振动的影响非常相近;而连杆推力(法向力和切向力合力)引起的曲轴轴向振动是扭纵耦合振动的结果,并非两种分力作用结果的简单叠加。     

柴油机曲轴运转的非线性振动与混沌

通过对柴油机曲柄(曲轴)连杆机构作运动和受力分析，将其受力简化为气体膨胀的瞬间作用力和柴油机运转的惯性力，且均假设为集中荷载。因此曲轴运转的力学模型也可简化为：气体作用力为转子周期性脉冲力；惯性力为转子-轴承系统的力。这两个力学模型都存在非线性振动，且在一定条件下产生混沌现象，这从理论上解释了柴油机曲轴的运转能产生非线性振动和混沌。同时本文还应用功率谱法来研究混沌性态。在实例分析中，我们通过对8NVD2U-48A柴油机主轴承对应的机体上布采样点，对表面振动信号进行采样且对采样进行功率谱分析，其结果说明上述结论在理论上是正确的。这一结论也为柴油机曲轴和主轴承的故障诊断提供了理论基础。     

基于曲柄连杆传动的舱口盖启闭装置多体动力学仿真

舱口盖启闭装置是保证舰船安全的重要分系统,其运动控制技术是实现船体水密和装甲防护等功能的关键。本文基于多体运动学和动力学理论分析,建立曲柄连杆结构舱口盖启闭装置的动力学仿真分析模型,进而结合各种海况下的经验方程对舱口盖进行受力分析,计算得到了装置中曲柄连杆机构各个部件在开关盖过程中的支反力、转矩以及输出功率等参数,为曲柄连杆传动模式的舱口盖启闭装置结构优化及电机选型提供理论依据。     

弹性接触问题的分析方法(英文)

柴油机组合部件配合面的不同接触状况将强烈地改变零件的变形和受力条件。例如,组合活塞中活塞顶与活塞裙之间的不同配合方式将严重地影响活塞的应力分布。对于连杆大端锯齿形配合面的研究更与连杆的可靠性密切相关。同样在曲轴、气缸盖、机体和涡轮叶根等零件中也存在类似的问题。但目前用以研究这类问题的测试技术或计算方法都还不够成熟。另外,柴油机的主要配合间隙(过盈)数值也迫切需要用科学的计算方法来确定。本文就以上问题提出了两种用有限元素法分析弹性接触问题的计算方法。其中虚拟元素法的优点是简单实用,而虚元混合法更具有通用性大,精度高的显著特点。本文最后列举实例,证明这两种计算方法的可靠性和实用性。     

G32柴油机连杆轴瓦瓦面局部半干摩擦产生的原因与消除

连杆大端轴瓦是柴油机中工作环境最为恶劣的运动配合件之一。连杆轴瓦工作时不仅受到气缸内气体爆发压力和活塞连杆部件往复惯性力的交变和冲击负荷的作用,而且由于轴瓦表面与曲柄销之间的高相对运动速度,使轴瓦很容易发热和磨损。而不合理的轴瓦结构设计容易使其瓦面局部产生半干摩擦,从而造成更强烈的磨损。本文对柴油机连杆大端轴瓦瓦面局部半干摩擦产生的原因进行了分析,并提出改进措施,有效的消除了连杆大端轴瓦瓦面局部半干摩擦的产生。     

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，本文采用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。[编者按]     

基于分布加载式的大型船舶柴油机机架结构动力学分析

选取MAN某型柴油机作为研究对象,采用ANSYS有限元分析软件和ADMAS结构动力学仿真软件,针对该型柴油机的运行工况对曲柄连杆机构进行结构动力学仿真,得到了往复惯性力、十字头的侧推力。在有限元分析时分别采用分布式加载方式和集中载荷式加载方式,分别对两种加载方式进行对比探讨,重点论述了分布式加载方式的仿真真实性,为同类计算提供参考依据。     

基于MATLAB的船用柴油机轴承负荷计算分析

船用柴油机轴承受力复杂,工作条件恶劣。研究船用柴油机轴承负荷的计算方法,对主机的日常维护有一定指导意义。通过对柴油机曲柄—连杆机构的运动学与受力学分析,得出轴承受力的计算方法。运用MATLAB语言编程,以潍坊柴油机厂生产的六缸船用柴油机——6200ZC柴油机为例,通过船员所读取的示功图,把曲柄转角和示功图上读出的气体压力作为初始值初始条件输入,计算出不同的曲柄转角下其连杆大端轴承和主轴承的负荷,运用MATLAB语言生成各轴承的负荷图,并对计算结果进行了分析。     

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。     

柴油机主轴承保护性修理的成功尝试

本文主要介绍镇江陆军船艇学校在6300ZC型柴油机发生烧瓦抱轴事故后,对其进行保护性修理,即在不拆卸气缸盖、活塞连杆机构、机体及不抬下曲轴的情况下,仅更换各道主轴承瓦的成功经验。     

连杆强度计算方法探讨

本文侧重于探讨连杆强度计算中一些较复杂的问题,包括下列内容: (1)连杆衬套、轴瓦与连杆孔的装配过盈和热过盈的处理方法; (2)考虑连杆螺钉的作用; (3)活塞销、曲柄销对连杆孔的分布作用力的研究; (4)连杆大端结合面受力情况分析; (5)连杆强度计算时工况位置的选取; (6)连杆斜约束的处理方法。 此外,还研究了处理以上某些问题的简易方法。 本文的目的在于探求尽可能逼近实际情况的连杆强度计算所需的各种边界条件及其相应的计算方法,务使其计算结果不仅有定性的而且有定量的价值。     

空压机故障分析及日常维护注意事项

某轮,CAPESIZE型载重吨20万吨散装船,配置两台空压机,空压机型号H264,转速1800RPM,造船时间2011年韩国。在故障发生前一年左右的时间里,两台空压机工作状况一直处于不是很好状态,打气速度慢,期间更换活塞环和连杆瓦进行修理亦不见好转,因此轮机长申请整组缸套和活塞及活塞环等新备件计划进行整体更换,以期得到良好效果。     

柴油机曲轴箱进水故障实例

正0引言柴油机曲轴箱内部安装有曲轴、主轴承、连杆活塞、传动齿轮等重要部件,底部存储有内部循环的滑油。曲轴箱内部部件一旦出现故障,会严重影响柴油机的运行,若不及时处理,会引起严重的机损事故。笔者分享某例曲轴箱内部进水故障及处理过程,供同人参考。1设备简介某柴油机型号为STX 7L16/24,功率为630