某柴油机机体在动态载荷下的响应分析

发布时间：2017-11-03 01:25

  本文关键词：某柴油机机体在动态载荷下的响应分析

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【摘要】：现在社会,柴油机已成为人们生活生产中不可缺少的动力机械,而人们对柴油机的可靠性与平稳性的要求也在日益增高。机体作为柴油机的骨架,其动态响应对整机的动态响应有着极大的影响,所以对机体在动态载荷作用下的响应研究必不可少。本文以某厂家设计的12V265型柴油机为依托,对机体进行动态响应分析,探究其表面振动与疲劳分析情况。首先依据厂家提供的图纸及相关参数,基于多体动力学思想,运用CERO软件对模型进行简化,并将相关零件导入ADAMS装配成柴油机整机模型,通过添加约束,施加载荷等步骤进行多体动力学计算,得到一个周期内气体燃烧压力、活塞侧压力以及主轴承载荷的变化规律,为后续瞬态动力学分析提供载荷数据。基于有限元相关理论,将简化后的模型导入Ansys中生成离散有限元模型并适时设置弹性约束,对机体进行自由与约束模态下的分析,得出机体在自由与约束模态下的固定频率与振动类型。将修改后的有限元模型导入Ansys中生成离散有限元模型并对机体进行瞬态动力学计算,设置边界条件并加载多体动力学分析得到的载荷数据加载,计算机体在载荷下的表面振动位移与应力。用APDL对所得瞬态动力学结果进行数据采集,然后将数据导入MATLAB中进行小波变换,得到时域下的表面位移响应与表面振动速度的时频色谱图,得到机体表面振动响应情况,并对柴油机整机的振动烈度进行预测。将计算结果的应力最大值与机体材料的疲劳强度进行对比。针对最大应力大于机体材料的疲劳强度的情况,提出在保证振动位移在合适范围内的前提下减小机体最大应力的措施,用以改善机体动态响应。
【关键词】：柴油机机体 动态载荷 响应分析
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK423
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 课题研究背景及意义9-10
• 1.2 相关研究现状10-12
• 1.2.1 国外研究现状与发展动态10-11
• 1.2.2 国内研究现状及发展动态11-12
• 1.3 本论文的主要研究内容12
• 1.4 本章小结12-14
• 2 柴油机机体动态载荷的分析14-25
• 2.1 机构在动态载荷作用下的动力学理论14-15
• 2.2 机体多体动力学模型的建立15-17
• 2.3 机体多体动力学计算分析17-25
• 3 机体模态分析25-45
• 3.1 相关理论25-31
• 3.1.1 结构动力学理论25-26
• 3.1.2 模态分析理论26-31
• 3.2 机体的模态分析31-45
• 3.2.1 机体几何模型的建立32-33
• 3.2.2 有限元模型的生成33-34
• 3.2.3 自由模态的计算34-38
• 3.2.4 约束模态的计算38-44
• 3.2.5 本节小结44-45
• 4 机体瞬态动力学分析45-59
• 4.1 瞬态动力学理论45-48
• 4.2 建立瞬态动力学分析模型48
• 4.3 阻尼的设置与位移边界条件的施加48-49
• 4.4 载荷的简化与施加49-53
• 4.5 计算结果分析53-58
• 4.6 本章小结58-59
• 5 机体动态响应分析59-81
• 5.1 机体表面振动分析59-75
• 5.2 机体表面振动评价75
• 5.3 机体应力分析75-76
• 5.4 机体动态响应的改善76-79
• 5.5 本章小结79-81
• 结论81-83
• 参考文献83-86
• 致谢86-87

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本文编号：1134060