发动机曲柄连杆机构动态仿真研究

发动机曲柄连杆机构动态仿真研究

一、发动机曲柄连杆机构动力学仿真研究(论文文献综述)

刘碘卉[1](2021)在《某发动机连杆的动力学分析及结构优化》文中研究指明连杆是发动机的核心零部件之一,在发动机工作过程中承受着气压力和往复惯性力所产生的交变载荷,并负责将活塞受到的力传递到发动机曲轴转化成扭矩。因此连杆的工作状态直接影响到发动机工作的稳定性与可靠性。对于无人机专用发动机而言,除了要确保各零部件工作可靠性还需要对各个零部件进行轻量化。本文以所在团队正向开发的无人机专用发动机的连杆组为研究对象,对连杆组的各个零件进行三维建模。通过Hyper Mesh对连杆组进行了有限元模型的建立,并对其进行了模态分析验证其准确性。通过模态分析的结果可以确认连杆有限元模型网格误差在合理范围内,可以用于后续分析。根据多体动力学仿真计算的要求对连杆的有限元模型进行了模态缩减,根据发动机实际参数进行了连杆多体动力学模型的搭建。对多体动力学模型进行验证后,得到了连杆在发动机工作循环中任意时刻的动态载荷分布,并将其输出为连杆有限元分析的载荷边界条件,通过ABAQUS进行分析得到了连杆的动应力分布。基于连杆的动力学分析和动应力结果,确定了连杆具有一定的轻量化设计空间。对连杆进行了拓扑优化和尺寸优化,通过拓扑优化为后续的尺寸优化指明了方向。后续通过ISIGHT多学科设计优化软件集成多个有限元分析软件对连杆进行约束应力、应变条件下的尺寸优化。通过DOE采样构建了近似模型,并通过多岛遗传算法对近似模型进行寻优求解。将得到的设计值回代到有限元模型中进行仿真分析,并与响应面的预测结果对比,确保了近似模型寻优结果的准确性。进行结构优化后的连杆质量减小了59g,对优化后的连杆进行疲劳强度分析和台架试验,证明优化后的连杆安全可靠。

樊百林,杨光辉,朱学洋[2](2021)在《基于多体动力学仿真的曲柄连杆机构研究及实践教学》文中研究表明本文运用ADAMS仿真软件建立发动机曲柄连杆机构多刚体动力学模型,并在最大转矩工况和最高转速工况下进行仿真分析。分析表明连杆构件在运动过程中所承受的最大压缩载荷和最大拉伸载荷与理论值相比误差均小于5%,证明仿真方法合理,同时为连杆的结构设计和改进设计提供了理论依据。通过实践教学与现代设计手段相结合可以使学生对机器机构了解的更加透彻和深入,发动机拆装实践使学生获取产品直观真实的工程机构知识。

朱凌[3](2020)在《大功率发动机变压缩比机构动力学仿真》文中提出可变压缩比技术是汽车发动机节能技术之一,能实现发动机在不同负荷下压缩比的连续变化,充分发挥发动机的潜力,让发动机在整个运行工况中都处于高效率的状态。变压缩比发动机具有良好的燃料适应性,能提高发动机的热效率,降低污染废气排放,提高发动机的综合性能。本文设计的新型变压缩比机构,在传统发动机的曲柄连杆机构基础上添加齿轮齿条传动装置和带有控制的液压机构,改变控制部分中支撑点位置来改变气缸中活塞的行程,实现发动机压缩比在15-19之间连续改变的功能。且变压缩比机构在结构的尺寸和质量方面与传统发动机大致相同,满足功能的实现和稳定的工作。为了分析该变压缩比机构设计的合理性,保证变压缩比机构发动机可靠的运行,对其进行运动学分析、动力学计算和受力分析,其结果为后文的仿真分析打下基础。利用AVL cruise软件建立整车模型,对不同压缩比下发动机性能分析,结果得到了提高压缩比可以提高发动机的动力性和经济性。利用CATIA、Solidworks软件进行变压缩比机构的三维建模和装配,并将模型导入到ADAMS软件中,施加约束和驱动,对模型的运动关系验证,得到了变压缩比机构不同部件的速度,位移曲线等信息。之后利用ANSYS软件对变压缩比机构进行动力学仿真,得到部件在实际工作过程中的机械应力云图和热应力耦合云图,仿真得到的结果符合实际。最后对不同工况下曲轴的动态特性进行仿真,得到了曲轴在自由状态和约束状态下的模态分析结果,获取了各阶模态频率和对应的振型图。其中,约束模态分析考虑了曲轴在不同压缩比和转速两个方面的影响,选取了压缩比为17和19,不同转速下进行模态分析。从结果可知,最低的模态频率高于发动机在额定转速下的频率,能避免共振的发生。另外曲轴的轴颈变形较大,在实际工作的过程中易发生断裂和疲劳损坏的情况,所以为设计人员的进一步动态分析和优化提供了依据。该论文有图66幅,表8个,参考文献68篇。

刘玉[4](2020)在《三缸内燃式空气压缩机动力学仿真研究》文中研究表明针对传统的内燃机驱动活塞式空气压缩机系统在工作过程中存在能量转化效率低的问题,本文设计了三缸内燃式空气压缩机原理方案,改进了传统的由内燃机驱动的活塞式空气压缩机组合系统的相关弊端,保留了传统内燃机技术成熟工作可靠等特点,设计形成了一种较容易实现产业化的新形式动力装备。三缸内燃式空气压缩机在单缸内燃式空气压缩机的基础上,并列放置了三组内燃式空气压缩机构,增大了机器的输出能力和运转平稳性。三缸内燃式空气压缩机可以在输出气体压力能和驱动内燃机附属系统工作的基础上额外提供一定的功率以带动机器外部的其他工作载荷。采用理论计算分析与仿真分析相结合的方法,研究得到了在不同油门开度和不同输出气压工况下空气压缩机可输出功率的变化情况,即当其他条件不变时,内燃式空压机可带动外载荷的功率随着油门开度的增大而增大,得到了一系列最佳工况点。基于虚拟样机技术建立了内燃式空气压缩机主体部分的动力学仿真模型,对其进行了动力学仿真分析,研究得到了特定工况下仿真模型运动特性和受力情况的数据,动力活塞的最大速度为8.1839m/s,最大加速度为1.7898m/s2,连杆大头端受力最大值为39.265kN,连杆小头端最大受力为39.132kN。对可输出功率的计算结果和仿真结果进行了误差分析。利用ANSYS Workbench,对曲轴进行了静力学分析和模态分析,在静力学分析中,得到了曲轴的应力变形等结果,最大应力为22.865MPa,强度符合要求;在模态分析中,得到了曲轴的模态参数及振型,曲轴模态振型的最低固有频率为1003.9Hz,有效避免了共振的发生。

朱坚铭[5](2020)在《车载压裂泵多体系统动态仿真与隔振优化》文中研究表明近年来,伴随着压裂技术在油气田勘探与开采中的广泛应用,国内压裂设备的开发与研究得到了极大的发展,其中首要的设备即油气田专用的压裂车也正朝着高压力、大功率、大排量及自动化的方向稳步发展。但在实际作业过程中,随着压裂车的功率和质量的增大,其整车振动问题也越来越突出。压裂车主要由车台设备和底盘卡车组成,车台设备在压裂作业时会产生作用于底盘卡车的振动激励,从而引起整车振动,对压裂作业的安全和质量造成一定的影响,这其中尤以压裂泵最为显着。因此,本文选取在正常作业工况下的压裂泵振动响应作为主要研究的内容,分析其作业工况下的振源激励,从而得到压裂泵振动响应的主要特性,并对压裂泵的隔振系统进行参数优化设计,以期减小压裂泵振动带来的影响。本文针对较为常见的2500型压裂车进行了研究,根据压裂车结构组成和工作原理可知,在压裂作业过程中,整车振动主要受车台设备(压裂泵与车台发动机)的影响,振动激励主要来自于压裂泵和车台发动机各自的传动系统,即各缸曲柄连杆机构的激振力。通过MATLAB编程建立了压裂泵和车台发动机传动系统的激振力模型,分析了其激励特征,为后续压裂泵的振动研究打下了理论基础。根据集中参数法的理论,本文分别建立了以地面为基础和以底盘卡车为基础的压裂泵振动系统模型,分析了理想状态下与实际状态下的压裂泵振动响应,并对比分析了底盘卡车的耦合作用对压裂泵振动研究的影响,同时利用MATLAB与Adams对仿真结果进行了相互验证,为后续压裂泵隔振优化提供了理论支持。根据隔振优化理论,先通过灵敏度分析探讨了压裂泵隔振系统各物理参数分别对振动响应的影响,然后在符合工程实际的基础上,取压裂泵左右摇摆运动角加速度的均方根值为优化目标函数,通过改变隔振元件的刚度值、阻尼值和安装间距以达到改变隔振效果的目的。结果表明,直接优化压裂泵的振动响应具有改善隔振性能的作用。

郭阳[6](2020)在《发动机连杆衬套润滑与磨损特性研究》文中进行了进一步梳理连杆衬套是发动机的关键部件之一,它通过活塞销将活塞与连杆相连接,且支撑活塞销。在发动机工作过程中连杆衬套承受较大的交变载荷,其比压达25 MPa以上,工作温度超过150℃,活塞销相对连杆衬套产生滑动摩擦,其摩擦力大小和方向均发生变化,连杆衬套部分区域还处边界润滑的工作状态,此区域难以形成足够的润滑油膜,易发生连杆衬套磨损和油孔堵塞,进而引发发动机的恶性事故。因此,研究连杆衬套的润滑和磨损特性意义十分重要,且具有较高的工程实用价值。本文采用计算与试验相结合的研究方法,开展了连杆衬套润滑特性与磨损特性的研究,其主要研究内容和结论如下:1.阐述了流体动压润滑和摩擦磨损基本理论,分析了雷诺方程的应用条件,进行了曲柄连杆机构的动力学分析。2.研制了模拟发动机连杆衬套摩擦磨损的试验台,用有限元法进行了试验台运动部件的静态强度分析,校核了其安全性,开发了试验台的测量分析系统,为连杆衬套的性能试验提供了有效测量手段。3.建立了试验台曲柄连杆机构的多体动力学模型,计算分析了活塞销相对连杆衬套的轴心轨迹、摩擦副间最小油膜厚度、最大油膜压力和油膜压力空间分布等润滑特性参数。4.完成了发动机连杆衬套润滑特性试验,分析了不同轴承间隙、不同载荷及不同转速的活塞销轴心轨迹特征,试验结果表明:活塞销轴心轨迹随载荷的增大而增大,随转速变化不明显,随轴承间隙增大仅改变轴心轨迹的相对位置。试验验证了曲柄连杆机构多体动力学计算模型的正确性和活塞销轴心轨迹测量方法的可行性。5.设计了以轴承间隙、载荷及转速为试验因素,以连杆衬套的极径磨损深度为考核指标的正交试验方案,试验研究了连杆衬套磨损特性,结果表明:载荷对连杆衬套磨损特性的影响最大,转速次之,轴承间隙对连杆衬套磨损特性的影响最小,且磨损量随着轴承间隙减小、载荷增大和转速提升而增加。

郑彤[7](2019)在《基于浮动坐标与绝对坐标的柔性梁和柔性板多体系统动力学研究》文中指出在航空、航天、兵器和许多复杂机械系统等工程领域中,存在着大量的由柔性梁和柔性板为基本构件组成的柔性多体系统,对这类系统动力学性态的精确把握,将有助于该类系统的结构设计和优化。本学位论文对由柔性梁和柔性板构成的多体系统的动力学建模和仿真进行了研究。本文分别在浮动坐标系方法和绝对节点坐标法这两个框架下对柔性梁、柔性板,以及由这类构件组成的柔性多体系统的动力学问题进行了研究,主要内容涉及刚柔耦合、几何大变形、温度效应、塑性效应等学术点。本文的具体研究工作和成果主要有:第一,基于浮动坐标系法建立了作空间三维大位移运动的柔性矩形薄板、变厚度板和梯形板的刚柔耦合动力学模型。考虑了柔性板的面外变形和面内变形,在定轴转动时考虑了轴向惯性力带来的附加刚度项;编制了相应的动力学仿真程序,对柔性板的动力学进行了仿真计算。论文同时对MSC.ADAMS软件在处理柔性板做高速转动时的刚柔耦合动力学问题的性能进行了研究,结果表明MSC.ADAMS在处理高转速柔性板的动力学问题时会出现计算误差过大,甚至计算发散的情形。第二,基于浮动坐标系法建立了作空间三维大位移运动的考虑温度效应的复合材料柔性板多体系统的刚柔耦合动力学模型。模型中考虑了复合材料板的铺层角、铺层层数等板的结构参数,并将温度效应引入动力学模型中;编制了相应的动力学仿真程序,对复合柔性板进行了动力学仿真计算,并分析了铺层角、铺层层数、温度对复合材料柔性板动力学性态的影响。采用Recurdyn建模对车辆的平顺性问题进行了动力学建模与仿真,通过对不同路况下车辆的运行情况的仿真,说明了Recurdyn建立模型的准确性以及仿真的正确性。第三,系统研究了绝对节点坐标法的动力学建模理论,并采用绝对节点坐标法,建立了二维和三维柔性大变形梁多体系统的动力学模型;编制了动力学仿真软件,并对柔性梁多体系统大变形动力学算例进行了仿真,仿真结果与现有文献结果进行了比较,验证了本文所提出的模型的正确性。并采用绝对节点坐标法对旋转柔性梁的频率进行了分析,分析了中心刚体、附加质量对旋转柔性梁频率的影响。第四,介绍了带结构阻尼的绝对节点坐标方程,并对二维柔性梁在有阻尼作用下的天线展开过程进行了仿真分析,给出了几种不同阻尼系数下柔性梁运动情况,并分析了阻尼在展开过程中产生的重要影响。针对缠绕肋材料特性,运用绝对节点坐标法进行了仿真,解释了展开过程中出现的不常见的情况。第五,采用多体系统动力学组集的方法,研究了基于绝对节点坐标法的柔性板的大变形动力学问题,建立了柔性薄板和柔性板大变形多体系统动力学模型;编制了基于绝对节点坐标法的柔性板动力学仿真软件,并对柔性板多体系统大变形动力学算例的仿验证了本文方法的可行性。第六,基于绝对节点坐标法,研究了柔性板和柔性梁的弹塑性模型以及失效模型,并对柔性梁、板的弹塑性模型进行了仿真,通过算例验证了本文方法的可行性。第七,对航空发动机的机匣包容性问题进行了动力学仿真,包含了外侧缠绕复合材料机匣、附加轴向加强筋机匣、在不同位置释放的动力学仿真。此外,开展了机匣包容性的打靶实验验证,包含了复合材料靶板、加强筋靶板以及不同打击部位对机匣包容性的影响,为机匣设计以及强度分析提供了参考。

皇甫长明[8](2019)在《某新型发动机曲轴疲劳强度分析与强化工艺改进研究》文中认为伴随着汽车工业的发展,作为汽车产品的核心部件,发动机得到了快速的发展,发动机高效化、轻量化、高功率化成为业内追求的目标。为实现以上目标,发动机缸内直喷技术、高温EGR、涡轮增压、集成中冷、高压油轨、分层燃烧等技术逐步得到推广。曲轴作为发动机的核心运动部件受到的负载愈加苛刻。由于发动机曲轴结构复杂,其轴向多处存在截面突变,导致其在承受交变的扭转、弯曲及拉应力时易发生疲劳失效。以提高汽车发动机曲轴的可靠性为目的,拟对某新型号汽车发动机曲轴的动力学及疲劳强度开展研究,以便指导后期发动机曲轴的设计并改进现有的制造工艺。本文创新性利用发动机测功台架的燃烧分析仪实际采集的发动机全工况燃烧过程数据作为输入条件,通过对曲柄连杆机构的受力分析,获得发动机曲柄连杆机构工作状态,在AVL EXCITE PU软件内缩减了相关的模型后构建了动力学模型。设置体单元类型并添加边界条件等约束,对曲轴进行了全工况的动力学有限元分析,获得发动机曲轴的薄弱位置,为发动机曲轴的疲劳研究提供了可靠的数据输入。本文主要通过以下几个方面对发动机曲轴动力学进行了分析:曲轴皮带轮飞轮系统的瞬态应力分析、模态的分析、发动机飞轮及皮带轮端位移及其频域分布情况。利用对模型特征值计算,获得了曲柄连杆系统的固有频率、振型等,通过分析获得了发动机曲轴在工作过程中的真实状态,为发动机曲轴设计提供了支持。曲轴强化工艺对疲劳强度影响很大,通过对曲轴圆角滚压机理进行研究,获得滚压工艺对曲轴疲劳强度的影响因素。通过疲劳损伤理论及前期获得的分析数据,利用有限元软件对发动机曲轴进行了疲劳寿命有限元分析,通过添加滚压系数,对仿真模型机型修正,获得了发动机曲轴全工况下的安全系数,进一步验证了发动机曲轴可靠性。最后利用试验室曲轴疲劳试验机对曲轴进行疲劳试验研究,试验结果证明发动机曲轴疲劳强度满足要求。通过调整发动机曲轴各批次样件的滚压工艺参数对发动机曲轴滚压工艺进行试验研究,获得了曲轴疲劳强度与滚压工艺参数之间的关系,此试验结果与前面章节的理论研究的基本吻合,为后期曲轴设计及加工工艺选择提供了理论基础。

王阳[9](2019)在《船用柴油机多体动力学建模及仿真分析》文中认为随着柴油机向着重载、高速、增压等方向发展,新的发展方向所催生的技术手段进而导致柴油机的零部件所受载荷增大和振动问题严重,过大的振动会引起柴油机零部件损坏和高应力区船体结构出现疲劳破坏,振动所导致的噪声问题也恶化了船员的工作环境。所以对柴油机虚拟样机的搭建、静态性能仿真和机体的动态响应预测也变得愈加重要,具有重要的工程应用价值。本文以4L20船用柴油机为研究对象,建立其四种工况下曲柄连杆机构的刚柔混合多体动力学模型,分析并对比四种工况下的仿真数据得出曲柄连杆机构的动态特性。输出连杆与机体的激励曲线,从静态和动态两个角度对柴油机进行仿真分析,旨在预测其静态性能和动态性能。其中静态方面主要对连杆和机体进行静强度分析,动态方面主要对机体进行模态分析和时域激励下的动态响应分析,并选取了机体上主要关注的特征点进行了振动特性分析。本文的主要研究内容如下:(1)根据柴油机的二维图纸和已生产出来的样机,采取合理的建模原则,利用建模软件Pro/E建立柴油机的三维模型。(2)在Hyperworks中建立柴油机的有限元模型,对曲轴和机体进行模态分析,得出主要模态振型与频率。通过曲轴的模态分析结果输出MNF文件,为刚柔混合模型的建立做准备,通过机体的模态分析结果为动态响应分析提供模态参数。(3)在ADAMS中利用MNF文件建立刚柔混合模型,输出激励曲线,为静态与动态响应分析提供激励数据。对比四种工况下激励曲线,可知轴承力受爆发时刻影响最大,随着工况增大,最大侧推力位置向做功行程前期移动。(4)通过多体动力学模型输出的动力学参数,对机体和连杆进行主要工况下的静强度分析,得出连杆小头大头与杆身连接处应力易集中,隔板与机体相连处应力较大,对其进行强度校核,求得安全系数,为结构优化提供参考依据。(5)通过多体动力学模型输出气体力、活塞侧推力和主轴承激励的时域曲线,基于这三种激励对机体进行动态响应分析,得出机体的振动速度矢量云图,分析可知油底壳为主要振动噪声辐射源。并选取机体上主要关注的特征点,通过振动曲线分析主要关注部位的振动规律。

安炀[10](2019)在《三缸发动机的平衡研究及仿真软件开发》文中研究表明减少发动机的振动和噪声是汽车工程领域的一个主要研究课题,近年来为了响应社会对节能减排的号召,以及车企对成本的控制使得三缸发动机受到的关注越来越多。三缸发动机由于缸数较少,通常较其它多缸发动机的转速不均匀度更加明显,而且由于三缸机的结构特性使得三缸发动机的动力学不平衡特性明显,以及不当的设计和制造所带来的异常等问题都使得三缸发动机的抖动和噪声比较突出。本文以三缸发动机为研究对象,为了实现三缸发动机的减震降噪,主要做了以下工作:首先,本文对曲柄连杆机构进行建模分析,研究其运动学和动力学特性并推导出多缸发动机激励分析的数学方程式,然后对三缸机的振动特性进行了计算分析,发现三缸发动机的振源主要是曲柄连杆机构产生的往复惯性力矩和旋转惯性力矩,并通过加装配重和平衡轴来实现三缸发动机旋转惯性力矩和一阶往复惯性力矩的平衡。其次,三缸发动机平衡轴的传动方式也影响着发动机的振动和噪声,本文通过对比各种传动方式的特点,确定选用齿轮传动方式,并对齿轮传动的噪声机理进行了简要分析。通过试验得到含有橡胶衬套的减震齿轮的刚度和阻尼特性,并利用ADAMS软件建立三缸发动机的虚拟样机模型,研究在曲轴不同转速波动下含有橡胶衬套的减震齿轮和不含衬套的刚性齿轮对平衡轴转速波动和角加速度波动、齿轮副传动误差、以及齿轮副啮合力的影响。发现减振齿轮可以通过衰减齿轮的传动误差波动,进而减小齿轮副的啮合冲击以实现三缸发动机的减振降噪。最后,为了便于对三缸发动机不平衡振动特性和平衡轴传动系统的啮合特性进行仿真分析,快速制订平衡方案和缩短三缸发动机的研发周期,利用Matlab和ADAMS联合开发了一款用于三缸发动机不平衡特性和平衡轴传动系统仿真分析的软件。

二、发动机曲柄连杆机构动力学仿真研究(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、发动机曲柄连杆机构动力学仿真研究(论文提纲范文)

(1)某发动机连杆的动力学分析及结构优化(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 连杆静动态分析研究现状
        1.2.2 轻量化设计研究现状
        1.2.3 连杆结构优化研究现状
        1.2.4 近似模型研究现状
    1.3 研究主要内容
    1.4 本章小结
2 连杆有限元分析
    2.1 连杆运动和动力学分析
        2.1.1 连杆的运动分析
        2.1.2 连杆的受力分析
        2.1.3 连杆的两个危险工况
    2.2 连杆有限元模型的建立
        2.2.1 有限元法简介
        2.2.2 连杆三维模型的建立
        2.2.3 连杆模型网格划分
        2.2.4 连杆组材料属性
        2.2.5 模型接触对和边界条件的设定
    2.3 连杆模态分析
    2.4 连杆有限元模型缩减
        2.4.1 模态缩减法的选取
        2.4.2 主自由度的选取
        2.4.3 连杆模态缩减
    2.5 本章小结
3 连杆多体动力学分析
    3.1 多体动力学基础理论
        3.1.1 概述
        3.1.2 软件AVL-EXCITE简介
    3.2 多体动力学模型搭建
        3.2.1 模型基础参数设置
        3.2.2 体单元和连接单元的设定
        3.2.3 定义边界条件和计算参数
    3.3 连杆多体动力学计算结果分析
        3.3.1 多体动力学模型的验证
        3.3.2 连杆的多体动力学仿真分析
    3.4 连杆的动应力分析计算
        3.4.1 连杆最大压缩应力时刻
        3.4.2 连杆最大拉伸应力时刻
    3.5 本章小结
4 连杆的拓扑优化
    4.1 结构优化设计概述
        4.1.1 结构优化简介
        4.1.2 结构优化设计的数学基础
        4.1.3 结构优化设计的数学模型
    4.2 拓扑优化设计的方法
        4.2.1 均匀化法
        4.2.2 变密度法
    4.3 连杆的拓扑优化
        4.3.1 软件Optistruct简介
        4.3.2 拓扑优化模型的建立
        4.3.3 拓扑优化结果分析
    4.4 本章小结
5 连杆的尺寸优化
    5.1 连杆优化数学模型的建立
        5.1.1 定义设计变量
        5.1.2 定义目标函数
        5.1.3 定义约束函数
        5.1.4 尺寸优化数学模型
    5.2 集成软件流程
        5.2.1 集成软件Hyper Mesh
        5.2.2 集成软件ABAQUS
        5.2.3 集成软件META
    5.3 近似模型的构建
        5.3.1 试验设计
        5.3.2 构建近似模型
    5.4 模型优化求解
    5.5 本章小结
6 连杆的疲劳寿命分析
    6.1 疲劳的基本理论
        6.1.1 疲劳基本概念
        6.1.2 疲劳分析的方法
        6.1.3 疲劳特性曲线
        6.1.4 疲劳累积损伤理论
    6.2 疲劳分析软件介绍
    6.3 连杆的疲劳分析
        6.3.1 导入载荷文件
        6.3.2 连杆材料S-N曲线的绘制与修正
        6.3.3 连杆疲劳分析结果
    6.4 耐久性试验验证
    6.5 本章小结
7 总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 展望
致谢
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果

(3)大功率发动机变压缩比机构动力学仿真(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 课题的研究背景
    1.2 可变压缩比技术的发展现状
    1.3 课题研究的意义
    1.4 课题研究的主要内容
2 新型可变压缩比机构设计
    2.1 可变压缩比机构设计方案
    2.2 可变压缩比机构的设计
    2.3 变压缩比机构的运动学分析
    2.4 变压缩比机构的受力分析
    2.5 变压缩比机构的动力学分析
    2.6 本章小结
3 基于cruise的变压缩比发动机性能分析
    3.1 评价指标
    3.2 整车建模及参数确定
    3.3 建立模块
    3.4 设置任务
    3.5 仿真计算分析
    3.6 本章小结
4 变压缩比机构动力学仿真分析
    4.1 基于CATIA的变压缩比机构多刚体系统动力学模型的建立
    4.2 基于Solidworks的变压缩比机构模型的虚拟装配
    4.3 基于Solidworks的变压缩比机构动力学模型的干涉检查
    4.4 基于Adams的变压缩比机构的运动学仿真
    4.5 变压缩比机构的动力学仿真
    4.6 本章小结
5 曲轴的模态分析
    5.1 模态分析概述
    5.2 模态分析的理论基础
    5.3 模态分析
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集

(4)三缸内燃式空气压缩机动力学仿真研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题的研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国内外压气机发展的现状
        1.2.2 内燃式空气压缩机的研究现状
        1.2.3 有限元分析的研究现状
    1.3 主要研究内容和方法
        1.3.1 利用Solid Works软件建立三维建模
        1.3.2 对虚拟样机进行多刚体动力学仿真
        1.3.3 对空气压缩机进行可输出功率分析
        1.3.4 曲轴的有限元分析
    1.4 本章小结
第二章 三缸内燃式空气压缩机工作原理和机构分析
    2.1 三缸内燃式空气压缩机的工作原理
    2.2 基本设计方案和参数的确定
    2.3 曲柄连杆机构的运动学模型的建立
        2.3.1 活塞的运动分析
        2.3.2 连杆的运动分析
    2.4 曲柄连杆机构的动力学模型的建立
    2.5 本章小结
第三章 结构设计及三维实体模型的建立
    3.1 活塞及连接杆部分结构设计及建模
        3.1.1 导向滑块结构设计
        3.1.2 压气活塞结构设计
        3.1.3 连接杆结构设计
    3.2 其他部分建模及整体装配
    3.3 本章小结
第四章 多工况可输出功率分析
    4.1 各工况下可输出功率计算分析
    4.2 可输出功率和油门开度的关系研究
    4.3 不同输出气压下油门开度研究
        4.3.1 可输出功率和油门开度的关系
        4.3.2 无外载荷情况下的功率匹配研究
    4.4 本章小结
第五章 多刚体模型的建立与动力学仿真分析
    5.1 多刚体方程求解过程
        5.1.1 拉格朗日方程的一般形式
        5.1.2 Adams中多刚体系统的动能
        5.1.3 多刚体系统的动力学方程
    5.2 多刚体模型的建立
        5.2.1 模型导入
        5.2.2 添加材料属性及约束
        5.2.3 施加约束力和驱动力
    5.3 运动特征分析
    5.4 受力情况分析
    5.5 可输出功率仿真误差计算
    5.6 本章小结
第六章 曲轴有限元分析
    6.1 曲轴静力学分析
        6.1.1 静力学分析的原理
        6.1.2 分析前处理
        6.1.3 应力应变位移结果分析
    6.2 曲轴模态分析
        6.2.1 曲轴自由模态分析
        6.2.2 曲轴约束模态分析
    6.3 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢

(5)车载压裂泵多体系统动态仿真与隔振优化(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景与研究意义
    1.2 国内外研究现状与分析
        1.2.1 压裂车研究与发展现状
        1.2.2 振动建模分析研究现状
        1.2.3 隔振优化研究现状
    1.3 论文主要研究内容
第2章 压裂车的结构组成与振源分析
    2.1 压裂车的结构组成
    2.2 压裂泵传动系统激振力分析
        2.2.1 压裂泵结构与参数
        2.2.2 压裂泵传动系统激振力模型
        2.2.3 仿真实例
    2.3 车台发动机激振力仿真分析
        2.3.1 车台发动机结构与参数
        2.3.2 车台发动机传动系统激振力模型
        2.3.3 仿真实例
    2.4 本章小结
第3章 压裂泵多体系统动态仿真
    3.1 压裂泵隔振系统振动模型
        3.1.1 橡胶隔振元件的力学模型
        3.1.2 隔振元件布置方式
        3.1.3 压裂泵隔振系统振动模型
    3.2 压裂泵多体系统振动模型
        3.2.1 模型的假设与简化
        3.2.2 多体系统耦合振动模型
    3.3 振动系统动态仿真实例
        3.3.1 压裂泵隔振系统动态仿真
        3.3.2 压裂泵多体系统动态仿真
        3.3.3 耦合前后压裂泵振动响应的对比
    3.4 多体系统的Adams建模与仿真
        3.4.1 多体系统动力学仿真模型的构建
        3.4.2 模型仿真与分析
    3.5 本章小结
第4章 压裂泵隔振系统优化设计
    4.1 压裂泵隔振系统的灵敏度分析
        4.1.1 灵敏度理论与分析
        4.1.2 实例分析
    4.2 压裂泵隔振系统参数的优化设计
        4.2.1 优化目标函数
        4.2.2 优化设计变量
        4.2.3 优化约束条件
        4.2.4 优化结果
    4.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间的科研任务与主要成果
致谢
作者简介

(6)发动机连杆衬套润滑与磨损特性研究(论文提纲范文)

中文摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究目的及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 连杆衬套润滑特性研究
        1.2.2 连杆衬套磨损机理研究
        1.2.3 摩擦磨损试验方法研究
        1.2.4 摩擦磨损试验机研制
    1.3 主要研究内容和技术路线
第2章 摩擦学原理及曲柄连杆机构动力特性
    2.1 流体动压润滑基本理论
        2.1.1 连杆衬套润滑结构特性
        2.1.2 流体动压形成机理
        2.1.3 基本雷诺方程推导
    2.2 摩擦磨损基本理论
        2.2.1 磨损分类及机理
        2.2.2 磨损规律及理论
    2.3 曲柄连杆机构动力特性
        2.3.1 曲柄连杆机构运动分析
        2.3.2 曲柄连杆机构受力分析
    2.4 本章小结
第3章 连杆衬套摩擦磨损试验台研制
    3.1 连杆衬套摩擦磨损试验台总体设计
        3.1.1 连杆衬套摩擦磨损试验台技术要求
        3.1.2 试验台设计方案
        3.1.3 机械传动系统
        3.1.4 加载系统
        3.1.5 润滑系统
        3.1.6 电机选型
    3.2 曲柄连杆机构静态强度校核
        3.2.1 有限元方法概述
        3.2.2 ANSYS Workbench软件介绍
        3.2.3 有限元模型建立
        3.2.4 施加边界条件
        3.2.5 求解控制
        3.2.6 结果分析
    3.3 测量分析系统开发
        3.3.1 测量系统的组成
        3.3.2 测量系统软件开发
        3.3.3 测量系统硬件选型
    3.4 本章小结
第4章 试验台曲柄连杆机构多体动力学仿真计算
    4.1 多体动力学基本理论
        4.1.1 多体动力学概述
        4.1.2 分析软件介绍
    4.2 曲柄连杆机构多体动力学仿真计算
        4.2.1 确定方案
        4.2.2 建立工作目录
        4.2.3 模型处理
        4.2.4 搭建多体动力学模型
        4.2.5 定义参数
        4.2.6 结果分析
    4.3 本章小结
第5章 连杆衬套摩擦磨损试验台模拟试验
    5.1 连杆衬套润滑特性试验
        5.1.1 试验目标
        5.1.2 试验方案
        5.1.3 结果分析
    5.2 连杆衬套磨损特性试验
        5.2.1 试验目标
        5.2.2 试验方案
        5.2.3 磨损量测量
        5.2.4 试验结果分析
    5.3 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间获得的成果及参加的科研项目

(7)基于浮动坐标与绝对坐标的柔性梁和柔性板多体系统动力学研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 柔性多体系统动力学研究现状
    1.3 柔性梁和柔性板国内外研究现状
    1.4 柔性多体系统动力学研究展望
    1.5 本论文内容安排
2 考虑径向曲率的柔性多体系统的刚柔耦合动力学研究
    2.1 引言
    2.2 单个柔性板刚柔耦合动力学模型
    2.3 作空间三维运动的柔性板的刚柔耦合动力学方程
    2.4 旋转中心刚体-柔性薄板的动力学仿真
    2.5 柔性板刚柔耦合动力学频率分析及频率转向
    2.6 中心刚体-柔性板添加外力矩
    2.7 旋转柔性梁的动力学仿真
    2.8 柔性板大范围平动未知
    2.9 柔性板大范围平动已知
    2.10 自由下落柔性单摆
    2.11 考虑柔性铰的多柔体动力学方程
    2.12 大范围运动矩形板的动力学仿真静力学算例
    2.13 本章小结
3 考虑温度效应的复合材料柔性板的刚柔耦合动力学研究
    3.1 引言
    3.2 作空间运动的复合材料柔性板运动学描述
    3.3 采用等参16 节点的柱状壳的有限元离散化
    3.4 考虑几何非线性的应变-位移关系
    3.5 各向同性材料和复合材料壳结构的弹性力虚功率
    3.6 考虑热效应的单个复合材料板壳结构的动力学方程
    3.7 考虑热效应的多柔体复合材料动力学方程
    3.8 热载荷作用下复合材料曲柄滑块多体系统的动力学仿真
    3.9 热载荷作用下的曲柄滑块多体系统的动力学仿真
    3.10 给定热载荷作用下复合材料壳刚柔耦合动力学仿真
    3.11 热效应对复合材料板的动力学影响
    3.12 铺层角对复合材料板影响
    3.13 复合材料直升飞机机翼多体刚柔耦合动力学仿真
    3.14 刚-柔-热三者耦合的动力学方程
    3.15 基于Recurdyn的发射-复合材料动力学仿真及汽车平动动力学仿真
    3.16 火炮发射系统动力学理论建模
    3.17 本章小结
4 多刚体系统的运动学与动力学仿真方法
    4.1 前言
    4.2 二维多体系统运动学仿真方法
    4.3 多体系统动力学仿真方法
    4.4 本章小结
5 基于绝对节点坐标法的二维柔性梁几何大变形的动力学仿真
    5.1 引言
    5.2 二维柔性梁模型
    5.3 梁单元质量阵
    5.4 梁单元刚度阵
    5.5 梁单元的广义外力阵
    5.6 梁系统的动力学方程
    5.7 仿真结果分析
    5.8 本章小结
6 带结构阻尼的二维天线组集梁系统的建模和仿真
    6.1 引言
    6.2 绝对节点坐标方程中的阻尼力
    6.3 阻尼力的计算
    6.4 比例结构阻尼
    6.5 带结构阻尼的天线展开动力学
    6.6 本章小结
7.考虑温度的基于绝对节点坐标法的三维柔性梁的动力学仿真
    7.1 引言
    7.2 基于绝对节点坐标法的三维柔性梁单元
    7.3 梁单元的质量阵
    7.4 柔性梁单元的刚度阵
    7.5 梁系统的动力学方程
    7.6 动力学例子
    7.7 本章小结
8 基于绝对节点坐标法的柔性厚板几何大变形的动力学仿真
    8.1 引言
    8.2 基于绝对节点坐标法的柔性薄板单元和柔性厚板单元
    8.3 薄板单元的质量阵
    8.4 薄板单元的刚度阵
    8.5 薄板单元的广义外力阵和薄板系统的动力学方程
    8.6 动力学仿真算例
    8.7 本章小结
9 弹塑性材料的柔性梁和板大变形与机匣包容性研究
    9.1 引言
    9.2 弹塑性模型
    9.3 工况1 冲压动力学仿真
    9.4 工况2 拉压动力学仿真
    9.5 机匣包容性分析及计算结果
    9.6 本章小结
10 全文总结
    10.1 本文主要工作总结
    10.2 本文主要创新点
    10.3 论文研究展望
致谢
参考文献
附录

(8)某新型发动机曲轴疲劳强度分析与强化工艺改进研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 国内外的研究现状
        1.2.1 曲轴疲劳强度研究现状
        1.2.2 曲轴圆角滚压强化工艺研究现状
    1.3 曲轴疲劳强度分析的主要方法
        1.3.1 试验研究法
        1.3.2 分析计算法
    1.4 本文的主要研究内容
第2章 曲轴受力分析及建模
    2.1 引言
    2.2 曲轴的主要失效形式
    2.3 曲柄连杆机构受力分析
        2.3.1 曲柄连杆机构运动计算
        2.3.2 曲柄连杆机构受力分析
        2.3.3 曲轴三维力学模型
    2.4 曲柄连杆机构的建模
        2.4.1 UG软件介绍
        2.4.2 曲柄连杆机构的模型分析及简化
        2.4.3 三维模型的建立
    2.5 本章小结
第3章 曲轴力学性能有限元分析研究
    3.1 引言
    3.2 EXCITE PU软件介绍
    3.3 EXCITE的仿真模型建立
        3.3.1 曲轴、连杆、机体的模态缩减
        3.3.2 EXCITE PU模型的建立
        3.3.3 载荷边界条件的施加
    3.4 动力学分析结果
        3.4.1 曲轴瞬态应力分析
        3.4.2 模态分析
        3.4.3 全工况位移分布分析
    3.5 本章小结
第4章 曲轴疲劳强度预测及疲劳试验
    4.1 引言
    4.2 疲劳强度预测方法
    4.3 材料的S-N曲线
    4.4 疲劳损伤累积方法
    4.5 曲轴疲劳强度分析
    4.6 曲轴疲劳试验
    4.7 试验内容
        4.7.1 试验设备
        4.7.2 试验过程
        4.7.3 试验结果及分析
    4.8 本章小结
第5章 曲轴圆角滚压强化工艺研究
    5.1 引言
    5.2 曲轴常见强化工艺
    5.3 曲轴圆角滚压强化机理
    5.4 工艺参数对疲劳强度的影响
        5.4.1 滚压力对结果的影响
        5.4.2 滚压圈数对结果的影响
        5.4.3 滚压速度对结果的影响
    5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
个人简历

(9)船用柴油机多体动力学建模及仿真分析(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究目的及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究内容及技术路线
    1.4 本章小结
第二章 基础理论与软件平台
    2.1 基本理论基础
        2.1.1 多体动力学分析理论概述
        2.1.2 静强度分析理论概述
        2.1.3 结构动力学分析理论概述
    2.2 分析软件概述
        2.2.1 有限元分析软件概述Hyperworks
        2.2.2 虚拟样机技术及多体动力学分析软件概述ADAMS
    2.3 本章小结
第三章 柴油机模型的建立与模态分析
    3.1 柴油机三维模型的建立
        3.1.1 柴油机的基本参数及建模原则
        3.1.2 柴油机机体、曲柄连杆机构及其组合体的建立
    3.2 柴油机机体及曲轴的有限元模型建立
        3.2.1 有限元模型的网格属性及材料属性
        3.2.2 位移约束边界条件
    3.3 曲轴与机体的模态分析
        3.3.1 曲轴的模态分析
        3.3.2 曲轴模态中性文件的生成
        3.3.3 机体的模态分析
    3.4 本章小结
第四章 四种工况下的柴油机动力学仿真分析
    4.1 曲柄连杆机构刚柔混合模型的建立
        4.1.1 柔性体概述
        4.1.2 曲柄连杆机构全刚体模型的建立
        4.1.3 曲柄连杆机构刚柔混合模型的建立
    4.2 曲柄连杆机构动力学分析
        4.2.1 曲柄连杆机构受力理论分析
        4.2.2 多体动力学模型理论验证
        4.2.3 曲柄连杆机构的受力分析
    4.3 机体相关激励力的确定
        4.3.1 四种工况下活塞侧推力
        4.3.2 四种工况下主轴承作用力
    4.4 本章小结
第五章 连杆的静强度有限元仿真分析
    5.1 连杆的受力分析
        5.1.1 气体压力计算
        5.1.2 往复惯性力的计算
        5.1.3 螺栓预紧力计算
    5.2 连杆有限元网格模型的建立
        5.2.1 连杆有限元网格的划分
        5.2.2 连杆的材料属性
    5.3 三种工况下边界条件及载荷的处理
        5.3.1 预紧工况
        5.3.2 最大拉伸工况
        5.3.3 最大压缩工况
    5.4 连杆的静强度有限元仿真分析
        5.4.1 预紧工况分析
        5.4.2 最大拉伸工况分析
        5.4.3 最大压缩工况分析
        5.4.4 强度校核与结构改进意见
    5.5 本章小结
第六章 机体的静强度分析及动态响应分析
    6.1 机体静强度分析约束及载荷的施加
        6.1.1 约束的设置
        6.1.2 侧推力的施加
        6.1.3 轴承力的施加
        6.1.4 气体力的施加
        6.1.5 缸盖螺栓预紧力的施加
    6.2 爆发工况下机体的静力分析及强度校核
        6.2.1 机体变形分析
        6.2.2 机体应力分析
        6.2.3 机体的强度校核及结构改进意见
    6.3 机体的动态响应分析边界条件及载荷的施加
        6.3.1 瞬态动力学分析模型
        6.3.2 瞬态动力学分析边界条件的设置
        6.3.3 激励的简化与施加方法
    6.4 机体的动态响应分析
        6.4.1 机体动态响应计算结果分析
        6.4.2 机体主要特征点的振动响应分析
        6.4.3 机体动态响应改善探究
    6.5 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果

(10)三缸发动机的平衡研究及仿真软件开发(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第2章 发动机的激励与平衡分析
    2.1 引言
    2.2 曲柄连杆机构的运动学分析
    2.3 单缸机的激励与平衡措施
    2.4 多缸机的激励与平衡措施
    2.5 实例:三缸发动机的激励与平衡分析
    2.6 本章小结
第3章 平衡轴传动系统的仿真分析
    3.1 引言
    3.2 平衡轴传动方式的选型
    3.3 齿轮的振动和噪声
    3.4 减振齿轮衬套特性试验
    3.5 平衡轴传动系统的仿真分析
    3.6 本章小结
第4章 三缸发动机平衡轴设计及振动特性仿真软件的开发
    4.1 引言
    4.2 软件需求分析
    4.3 软件开发平台介绍
    4.4 软件界面设计与维护
    4.5 软件功能应用实例
    4.6 本章小结
第5章 全文总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 展望
致谢
参考文献

四、发动机曲柄连杆机构动力学仿真研究(论文参考文献)

  • [1]某发动机连杆的动力学分析及结构优化[D]. 刘碘卉. 重庆理工大学, 2021(02)
  • [2]基于多体动力学仿真的曲柄连杆机构研究及实践教学[J]. 樊百林,杨光辉,朱学洋. 金属世界, 2021(01)
  • [3]大功率发动机变压缩比机构动力学仿真[D]. 朱凌. 辽宁工程技术大学, 2020(02)
  • [4]三缸内燃式空气压缩机动力学仿真研究[D]. 刘玉. 青岛大学, 2020(01)
  • [5]车载压裂泵多体系统动态仿真与隔振优化[D]. 朱坚铭. 燕山大学, 2020(01)
  • [6]发动机连杆衬套润滑与磨损特性研究[D]. 郭阳. 武汉理工大学, 2020(08)
  • [7]基于浮动坐标与绝对坐标的柔性梁和柔性板多体系统动力学研究[D]. 郑彤. 南京理工大学, 2019(01)
  • [8]某新型发动机曲轴疲劳强度分析与强化工艺改进研究[D]. 皇甫长明. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
  • [9]船用柴油机多体动力学建模及仿真分析[D]. 王阳. 大连海事大学, 2019(06)
  • [10]三缸发动机的平衡研究及仿真软件开发[D]. 安炀. 华中科技大学, 2019(03)

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发动机曲柄连杆机构动态仿真研究
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