3100柴油机机体有限元分析

发布时间：2017-04-23 03:01

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【摘要】： 柴油机的零部件中,机体是铸造的箱体零件,构成柴油机的骨架,支撑和固定着柴油机的所有运动部件,使其在工作时保持相对准确的位置。机体的可靠性对整个柴油机的性能有着重要的影响,在设计过程中必须进行深入地分析和计算,对结构强度和刚度有一个较为准确的估计,以便合理地改进和优化设计方案,取得令人满意的设计效果。 柴油机机体的强度分析和优化设计技术一直是柴油机零部件研究的难点,不仅因为它尺寸大,而且受力复杂,建立机体的计算模型有一定的困难。随着计算机软硬件技术的发展,对机体进行有限元分析己成为辅助设计的重要手段。 有限元法是一种通用的数值分析方法,是目前研究复杂结构受力问题最为可靠和有效的手段。本文应用模态分析理论和有限元技术,对珀金斯3100柴油机机体的自由模态和三缸最大爆发压力工况下机体的变形和应力分布情况进行了研究。在Pro/E软件平台上建立了机体的三维实体模型,并对其进行了合理的简化,在PATRAN软件中选用六面体单元对机体三维实体模型进行了手动网格划分,建立了机体的有限元模型。采用工程上常用的Lanczos法计算出机体自由模态的固有频率和振型,通过振型分析,找到机体振动的薄弱部位,为优化机体的结构设计提供了理论参考。在模态分析的基础上,考虑柴油机的稳态工作状况,以气缸燃气压力、活塞连杆机构运动的惯性力和活塞侧压力等为主要因素,确定机体所受的激励力,利用NASTRAN解算器对3100柴油机机体进行了应力和变形计算,并根据计算结果进行了强度校核,分析结果对机体设计和机体结构的优化具有重要的指导意义。
【关键词】：柴油机 机体 有限元法 模态分析 静强度
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TK423
【目录】：

• 中文摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-14
• 1.1 内燃机结构强度研究概述7-8
• 1.2 现代设计理论和方法8-9
• 1.3 柴油机机体的强度研究9-13
• 1.3.1 机体强度研究的意义9-10
• 1.3.2 有限元法在机体强度研究中的应用10-11
• 1.3.3 机体强度研究的国内外现状11-13
• 1.4 本论文的主要研究内容13-14
• 第二章 机体有限元分析理论基础14-32
• 2.1 有限元法及其理论基础14-17
• 2.1.1 有限元法的基本概念14-15
• 2.1.2 有限元法的理论基础15-17
• 2.2 有限元结构分析方法17-22
• 2.2.1 结构的离散化17
• 2.2.2 单元特性分析17-20
• 2.2.3 坐标转换20-21
• 2.2.4 边界条件的处理21
• 2.2.5 结构的综合分析21-22
• 2.3 动力学问题的有限元法22-26
• 2.3.1 动力学分析基础22-23
• 2.3.2 质量矩阵23-24
• 2.3.3 阻尼矩阵24
• 2.3.4 特征值问题24-26
• 2.4 古典强度理论26-28
• 2.4.1 最大主应力理论(第一强度理论)26
• 2.4.2 最大应变理论(第二强度理论)26-27
• 2.4.3 最大剪应力理论(第三强度理论)27-28
• 2.4.4 能量理论(第四强度理论)28
• 2.5 工程中有限元法的一般步骤及主要应用软件28-32
• 2.5.1 工程中有限元法的一般步骤28-30
• 2.5.2 工程中有限元分析的主要应用软件30-32
• 第三章 3100 柴油机机体模态分析32-38
• 3.1 实体建模32-33
• 3.2 单元类型选择与网格划分33-35
• 3.3 机体的模态计算35-37
• 3.3.1 有限元模态分析方法35
• 3.3.2 自由模态的计算结果35-37
• 3.4 本章小结37-38
• 第四章 3100 柴油机机体强度分析38-58
• 4.1 机体的主要载荷38-45
• 4.1.1 活塞侧向力的计算40-41
• 4.1.2 主轴承载荷的计算41-44
• 4.1.3 螺栓轴向载荷的计算44-45
• 4.2 载荷的施加45
• 4.3 约束条件的确定45-46
• 4.4 计算结果及分析46-57
• 4.4.1 主轴承盖46-49
• 4.4.2 缸孔49-52
• 4.4.3 机体顶部螺栓孔52-55
• 4.4.4 机体其他部分55-57
• 4.5 本章小结57-58
• 第五章 全文总结58-59
• 参考文献59-61
• 致谢61

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6 胡军伟;林运;付先龙;;发动机机体自由模态分析及试验验证[J];柴油机设计与制造;2006年02期

7 邓晓龙,高虹亮;柴油机机体有限元建模及模态分析[J];三峡大学学报(自然科学版);2005年05期

8 方宏;顾致成;;对195柴油机鉴定试验中发现的一些问题的探讨[J];机械制造;1963年02期

9 闻绍才;;解决润滑油稀释的一种办法[J];内燃机车;1972年06期

10 华道生;第二讲 柴油机主要机构的维护(续)[J];探矿工程(岩土钻掘工程);1976年06期

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1 冯黎明;高文志;;6100型柴油机机体有限元分析[A];第二十一届全国振动与噪声高技术及应用学术会议论文集[C];2008年

2 李霞明;陈廷明;丁连生;;基于某型柴油机排气管排机油故障的研究[A];中国航海学会内河船舶驾驶专业委员会学术年会论文集[C];2004年

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5 夏开略;;车用消声器计算研究[A];十二省区市机械工程学会学术年会论文集[C];2007年

6 陆松华;杨建国;胡旭钢;;6L/1624柴油机振动响应分析[A];第十五届全国大功率柴油机学术会议论文集[C];2007年

7 刘广生;;6190Z_LC_Z型柴油机性能介绍[A];2005中国渔船技术发展论坛论文集[C];2005年

8 朱红国;蒋习军;王志伟;郑银生;;重型柴油机NOx排放测量不确定度评定[A];2007年APC联合学术年会论文集[C];2007年

9 黄永新;;柴油机高原功率修正探讨[A];重庆汽车工程学会2008年学术会议论文集[C];2008年

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3 蒋文君;柴油机汽车尾气易造成婴儿矮小[N];大众卫生报;2007年

4 徐德坤;玉柴首月“三喜临门”[N];广西日报;2007年

5 李凤菊 本报记者 刘庆斌;柴油机市场打出新“牌”[N];经济日报.农村版;2006年

6 李凤发;三一重工欲“联姻”湖南建湘[N];经理日报;2007年

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8 罗晓;东方红柴油机向质量零缺陷进军[N];中国工业报;2009年

9 沙立洲;中国亟须发展现代柴油机[N];中国汽车报;2002年

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1 宋宝安;柴油机低噪声结构动态设计方法的研究[D];天津大学;2007年

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4 常汉宝;舰用大功率柴油机低负荷性能研究[D];华中科技大学;2004年

5 杨德胜;基于分散低温预混合燃烧概念的柴油机TR燃烧系统的研究[D];大连理工大学;2006年

6 李晓波;轻型高速柴油机提高功率的研究[D];哈尔滨工程大学;2002年

7 朱昌吉;车用柴油机电控EGR系统设计及性能研究[D];吉林大学;2005年

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4 赵同宾;柴油机热工故障仿真研究[D];武汉理工大学;2002年

5 伞宝钢;柴油机性能测试分析微机系统的设计与研究[D];大连海事大学;2003年

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7 金华玉;供油提前角对车用柴油机影响的试验及模拟研究[D];吉林大学;2005年

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9 王立强;柴油机电控高压共轨燃油喷射系统实验台设计与仿真[D];哈尔滨工程大学;2005年

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