含间隙内燃机的曲柄滑块机构动力学仿真研究
本文选题:内燃机 切入点:运动副间隙 出处:《内蒙古科技大学》2012年硕士论文
【摘要】:在机械系统中,机构的运动副元素之间发生接触碰撞是较常见的现象。由于接触碰撞的存在,运动副元素之间的接触力是平时的几倍甚至几十倍,,加快了机构构件的损耗,影响了机构的寿命,这对机构的设计和研究造成了很大的影响。伴随着科学技术的发展,机构构件向小型化和高速化发展,对机械系统的性能要求越来越高,对含间隙运动副的动力学研究,已经成为动力学研究的主要方向之一。 本文首先介绍当前国内外对间隙运动副的研究和发展状况。利用等效弹簧阻尼模型,建立了柔性多体系统的接触碰撞动力学模型,并分析了柔性体碰撞接触条件,详细的建立了两体碰撞时的法向碰撞接触模型和切向碰撞接触模型,并且介绍了等效阻尼模型中各参数的的确定。在此基础上,运用等效弹簧阻尼模型建立含间隙内燃机曲柄滑块机构的动力学方程。 其次对内燃机和内燃机的曲柄滑块机构进行了简单的介绍,并用UG软件对S195柴油机的曲柄滑块机构进行三维建模,建模完成之后通过多刚体动力学分析软件ADAMS软件接口导入到该软件中,并在ADAMS软件中曲柄滑块机构添加约束和驱动,主要详细介绍了在ADAMS软件中对曲柄和连杆之间建立含间隙的运动副的步骤。 文章的最后简单的介绍了动力学软件ADAMS以及该软件对间隙碰撞的处理,主要是对导入到软件中的S195柴油机的曲柄滑块机构在几种不同参数下进行动力学仿真:机构含间隙与不含间隙、间隙半径大小不同、轴套刚度大小不同、阻尼系数大小不同、连杆分别为刚性和柔性。通过仿真对比不同的参数下对该机构的连杆和滑块的位移、速度、加速度以及间隙运动副元素之间的接触力的的影响,对优化内燃机的曲柄滑块机构提供了理论依据。
[Abstract]:In the mechanical system, the contact collision between the moving pair elements of the mechanism is a more common phenomenon. Due to the existence of the contact collision, the contact force between the moving pair elements is several times or even tens times that of the usual one, which speeds up the loss of the mechanism components. It has a great influence on the design and research of mechanism. With the development of science and technology, the components of mechanism develop to miniaturization and high speed. The dynamic study of motion pairs with clearance has become one of the main directions of dynamic research. This paper first introduces the current research and development of clearance motion pairs at home and abroad. By using the equivalent spring damping model, the contact impact dynamics model of flexible multi-body system is established, and the contact conditions of flexible body collision are analyzed. The normal collision contact model and the tangential collision contact model are established in detail, and the determination of the parameters in the equivalent damping model is introduced. The dynamic equation of crank slider mechanism of internal combustion engine with clearance is established by using equivalent spring damping model. Secondly, the crank slider mechanism of internal combustion engine and internal combustion engine is simply introduced, and the crankshaft slider mechanism of S195 diesel engine is modeled by UG software. After modeling is completed, it is imported into the software through the ADAMS software interface of multi-rigid body dynamics analysis software, and the constraint and driver are added to the crank slider mechanism in the ADAMS software. This paper introduces in detail the steps of establishing a motion pair with clearance between crank and connecting rod in ADAMS software. At the end of the paper, the dynamics software ADAMS and its handling of clearance collision are introduced briefly. The dynamic simulation of the crank slider mechanism of S195 diesel engine introduced into the software is carried out under several different parameters: the mechanism contains and does not contain clearance, the radius of clearance is different, the stiffness of shaft sleeve is different, and the damping coefficient is different. The connecting rod is rigid and flexible respectively. The effects of different parameters on the displacement, velocity, acceleration and contact force between the linkage and slider of the mechanism are compared by simulation. It provides a theoretical basis for optimizing crank and slider mechanism of internal combustion engine.
【学位授予单位】:内蒙古科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TH112
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本文编号:1695974
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