柴油机扭振分析及减振器匹配研究

发布时间：2017-03-29 19:15

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【摘要】：往复式内燃机工作中曲轴系统产生扭转振动、使曲轴及有关零部件过早损坏、影响内燃机安全可靠地运转、同时产生过大的振动和噪声的问题。为解决这一问题,本文在参考国内现有研究成果的基础上,对柴油机曲轴橡胶扭振减振器进行了深入的研究。 内燃机轴系本身具有惯性和弹性,来自内燃机气缸内气体压力产生的周期性激振力矩会使轴系产生“共振”。本文在保证一定的计算精度的前提下,把连续分布的内燃机轴系简化为由集中转动惯量和扭转弹性直轴段组成的离散体系;把内燃机曲轴系统扭振的激发力矩,根据富立叶级数理论展开为由不同初相位、不同振幅和不同周期的简谐量组成的无穷级数来表达,在规定的精度下,用一定项数的和来逼近,计算出共振转速下的共振振幅及曲轴的扭振附加应力;当扭振振幅或扭振应力超过限值时,设计橡胶扭振减振器将振幅衰减到容许范围内,消减曲轴系统的扭转振动。 本文使用传统的扭振计算的方法,利用PTC公司(美国参数技术公司)的三维设计软件pro/engineer强大的三维建模能力构建了6106型柴油机轴系模型,用其模型分析功能和有限元分析模块对该机型轴系进行扭转当量系统换算;用传统的能量法进行轴系强迫振动计算,校核曲轴及飞轮螺栓的强度;在柴油机扭振计算和试验的基础上,设计橡胶扭振减振器来消减6106型柴油机轴系扭转振动,增加曲轴和飞轮螺栓的安全系数,并经过曲轴扭振试验和整机强化试验加以验证。
【关键词】：曲轴 扭振 橡胶扭振减振器
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TK42
【目录】：

• 第一章 绪论8-13
• 1.1 扭振问题的提出8-9
• 1.2 研究的目的与意义9
• 1.3 国内外发展状况9-12
• 1.3.1 分析计算模型9-10
• 1.3.2 轴系扭振的求解方法10-12
• 1.4 本文主要研究内容12
• 1.5 本章小结12-13
• 第二章 曲轴扭转振动系统的简化13-26
• 2.1 简化方法介绍13-15
• 2.2 当量转动惯量的转化15-17
• 2.3 单位气缸转动惯量计算17-19
• 2.4 当量刚度的转化19-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第三章 轴系自由振动的计算26-32
• 3.1 矩阵法计算三质量系统自由振动26-28
• 3.2 用霍尔茨法计算多质量系统的自由振动28-31
• 3.3 本章小结31-32
• 第四章 激振力矩的简谐分析32-38
• 4.1 曲柄连杆机构受力分析32-34
• 4.1.1 曲柄连杆机构运动分析32-33
• 4.1.2 曲柄连杆机构的惯性力分析33-34
• 4.1.3 作用在曲柄连杆机构上的力的分析34
• 4.2 激振力矩的简谐分析34-37
• 4.2.1 激振力矩的简谐分析34-36
• 4.2.2 简谐分析的数值计算法36-37
• 4.3 本章小结37-38
• 第五章 轴系强迫振动计算38-45
• 5.1 激振力矩所作的功计算38-41
• 5.2 临界转速计算41-42
• 5.3 内燃机轴系运动时阻尼功计算42-43
• 5.4 轴系共振计算43-44
• 5.5 本章小结44-45
• 第六章 橡胶扭振减振器设计45-59
• 6.1 无减振器时扭振当量系统自由振动计算45
• 6.2 无减振器时扭振当量系统强迫振动计算45-47
• 6.2.1 共振振幅计算45-46
• 6.2.2 曲轴扭振应力计算46-47
• 6.2.3 飞轮扭振力矩计算47
• 6.3 飞轮螺栓允许的最大扭矩计算47-48
• 6.4 橡胶扭振减振器设计48-51
• 6.4.1 计算原始数据48-49
• 6.4.2 橡胶减振器的结构设计49-51
• 6.5 装减振器时扭振当量系统振动计算51-57
• 6.5.1 装减振器时扭振当量系统自由振动计算51-54
• 6.5.2 装减振器时扭振当量系统强迫振动振幅计算54-56
• 6.5.3 曲轴扭振应力计算56-57
• 6.6 装减振器时飞轮最大扭振力矩计算57-58
• 6.7 装减振器时飞轮螺栓可靠性分析及安全系数计算58
• 6.8 本章小结58-59
• 第七章 扭振测试试验59-66
• 7.1 概述59-60
• 7.1.1 试验目的59
• 7.1.2 试验原理59-60
• 7.2 试验装置介绍60-64
• 7.3 减振器减振性能试验64-65
• 7.3.1 试验条件64
• 7.3.2 试验结果64-65
• 7.4 本章小结65-66
• 第八章 工作总结66-67
• 参考文献67-70
• 摘 要70-71
• Abstract71-72
• 致 谢72

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 郑久林;朱凌云;路明;;基于动力学的某柴油机曲轴系扭振分析[J];内燃机;2012年04期

2 徐兆坤;孙树亭;吴伟蔚;吴明威;;四缸内燃机振动分析及其对策[J];噪声与振动控制;2007年06期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 周晓蓉;发动机—发电机系统轴系机电耦合动力学研究[D];广西大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 周硕琳;4100柴油机扭振及简谐力矩特性分析[D];西南交通大学;2011年

2 王井新;内燃机轴系振动测量技术研究[D];西南交通大学;2010年

3 段龙杨;某运动型多功能车车内轰鸣噪声分析与控制方法研究[D];吉林大学;2010年

4 车定新;发动机曲轴扭振计算与实验分析研究[D];华南理工大学;2012年

5 张林啸;橡胶扭转减振器特性的研究[D];华南理工大学;2012年

6 陆叶;船舶轴系扭转振动分析软件开发及试验验证[D];大连理工大学;2013年

7 侯勇;某两吨货车动力传动系扭转振动研究[D];沈阳理工大学;2013年

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本文编号：275212