四缸柴油机振动性能仿真分析及试验研究

发布时间：2017-12-14 13:22

  本文关键词：四缸柴油机振动性能仿真分析及试验研究

  更多相关文章： 柴油机 振动烈度 有限元 模态分析 多体动力学 优化设计

【摘要】：振动噪声目前已成为影响柴油机性能的一个重要参数,振动性能的优化改进已成为柴油机的重要研究课题。本文以一台四缸柴油机为研究对象,采用仿真和实验研究相结合的方法进行振动性能优化研究。本文的主要研究内容如下:第一步,在课题组三维设计开发的基础上,建立柴油机的有限元数值模型。对比分析整机的数值模态和实验模态来校核有限元模型的准确性,并通过对比分析整机模态振型和噪声实验结果、曲轴模态振型和噪声实验结果定性确定振动较大的零部件;第二步,通过结构优化设计对振动较大的零部件进行振动性能独立优化。研究独立优化不同零部件振动性能对降低零部件以及整机振动的影响,定量找到降低零部件和整机振动的最佳优化部位;第三步,通过结构优化设计对振动较大的零部件进行振动性能耦合优化。研究耦合优化不同零部件振动性能对降低零部件以及整机振动的影响,定量找到降低零部件和整机振动的最佳优化方案。研究结果表明,优化机体后,机体、油底壳、飞轮壳测点的振动加速度平均下降率分别为24.3%,26.8%和18.5%;优化油底壳后,机体、油底壳、飞轮壳测点的振动加速度平均下降率分别为10.4%,43.5%和8.6%;优化飞轮壳后,机体、油底壳、飞轮壳测点的振动加速度平均下降率分别为13.2%,12.8%和53.3%;优化机体、油底壳、飞轮壳后,整机的振动烈度分别减小了18.4%,16.8%和14.0%;优化部件能够有效地提高部件抵抗振动的能力,降低振动。机体作为整机的支撑件,是降低整机振动的最佳部位。耦合优化机体-油底壳、机体-飞轮壳以及机体-油底壳-飞轮壳后,机体上测点的振动加速度平均下降率分别达26.8%,28.2%和30.7%,油底壳上测点的振动加速度平均下降率分别达48.6%,27.9%,51.4%,飞轮壳上测点的振动加速度平均下降率分别达31.2%,54.2%和56.8%。整机的振动烈度分别减小了20.6%,22.1%和25%。综合比较,耦合优化机体-油底壳-飞轮壳方案中测点的振动加速度、整机振动烈度下降幅度最大,降低振动效果最好,耦合优化机体-油底壳-飞轮壳是降低振动的最佳优化方案。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK421

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