2V86汽油机曲轴多体动力学分析与优化

发布时间：2024-06-03 03:06

　　曲轴是内燃机的核心运动部件之一,曲轴的工作状态直接决定了发动机工作的稳定性与可靠性。本文以某直升机专用某V型双缸汽油机为研究对象,结合有限元法、多体动力学理论以及EHD理论,对曲轴的轴承润滑以及曲轴的疲劳耐久性能进行计算分析。通过分析曲轴在特殊工况下的轴承润滑性能以及曲轴疲劳寿命等,找出了曲轴的设计缺陷,进而对曲轴的设计缺陷提出了设计改进方案。通过对改进方案的计算分析,确保改进方案的可行性,为曲轴的结构改进方案提供了理论基础。研究中首先通过HyperMesh对曲轴以及相关零件进行了有限元模型建立,并通过ABAQUS软件对曲轴有限元模型进行了模态分析验证网格的合理性。通过模态分析的结果对比,确认了曲轴有限元网格的误差在合理范围之内,可以用于曲轴多体动力学的计算。根据EXCITE多体动力学计算要求,对所有的有限元网格进行了子结构缩减,并根据发动机实际参数完成了曲轴多体动力学模型的搭建。通过对比多体动力学计算结果中的曲柄销受力与曲柄销理论受力,验证了多体动力学分析模型的准确性。通过对主轴承载荷与曲柄销载荷的计算结果对比分析,发现曲轴的不平衡量过大,导致了两主轴承载荷之和远大于曲柄销载荷。通过...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
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 曲轴强度研究现状
        1.2.2 轴承润滑的研究现状
    1.3 本文主要研究内容
2 有限元模型准备
    2.1 有限元基本概念
    2.2 HyperMesh软件介绍
    2.3 ABAQUS软件介绍
    2.4 有限元模型建立
        2.4.1 曲轴有限元模型
        2.4.2 连杆有限元模型
        2.4.3 轴承座有限元模型
    2.5 曲轴模态分析与有限元模型验证
    2.6 有限元模型缩减
        2.6.1 模型缩减方法简介
        2.6.2 主自由度选取
        2.6.3 模态缩减
    本章小结
3 多体动力学模型搭建
    3.1 多体动力学理论
    3.2 滑动轴承润滑理论
    3.3 AVL-EXCITE软件介绍
    3.4 多体动力学及EHD模型搭建
        3.4.1 EXCITE有限元模型设定和单位设定
        3.4.2 定义轴系全局参数
        3.4.3 定义体单元和连接单元
        3.4.4 定义外载荷和仿真参数
    本章小结
4 主轴承EHD计算结果分析
    4.1 多体动力学模型验证
    4.2 主轴承受力分析
    4.3 主轴润滑分析
        4.3.1 最大油膜压力
        4.3.2 最小油膜厚度
        4.3.3 粗糙接触压力
    本章小结
5 曲轴疲劳强度分析
    5.1 疲劳基础理论
        5.1.1 疲劳概念
        5.1.2 疲劳影响因素
    5.2 线性疲劳累积损伤假说
    5.3 FEMFAT软件介绍
    5.4 曲轴应力分析
    5.5 曲轴疲劳分析
        5.5.1 导入载荷数据
        5.5.2 材料特性定义
        5.5.3 疲劳分析结果
    本章小结
6 曲轴改进设计
    6.1 曲轴改进方案
    6.2 改进润滑结果分析
        6.2.1 主轴承载荷对比
        6.2.2 最大油膜压力对比
        6.2.3 最小油膜厚度
        6.2.4 粗糙接触压力
    6.3 改进疲劳结果分析
    本章小结
7 结论与展望
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



本文编号：3988079