基于刚度评价的柴油机机体方案模型构建方法研究

发布时间：2023-10-06 18:19

　　车用发动机是极为复杂的动力机械,由多个零部件和机体组合装配而成。其机体是发动机的整体骨架,是其它各个零部件结构正常工作的基础。机体的耐久性和可靠性对发动机正常高速运转有着至关重要的影响,因此前期对发动机机体的结构设计非常的关键。一般可分为两个阶段。第一阶段是方案设计阶段,主要任务是对发动机进行总体结构规划,确定发动机各部件设计参数。第二阶段是详细设计阶段,是在总体结构框架基本确定下进行局部零件优化。从整个发动机的设计周期来看,方案设计阶段是重中之重,当确定了一款发动机的总体结构特征参数,后续的优化改进就只能在有限的尺寸范围内进行。针对发动机在设计阶段可能出现的机体变形不协调、结构应力分布不均匀的情况,需要在方案设计阶段研究可以体现机体刚度的模型建立方法,并进行刚度评价。具体方法为首先提取机体主要特征结构参数,初步构建机体方案三维模型,利用由简到繁加特征的方法逐步实现机体模型的细化,采用Abaqus软件对逐步细化的机体方案定义单元材料属性、划分网格、加载边界条件,计算得到其自由模态分析结果,将计算结果与通过锤击法得到的机体试验模态测试结果相对比,当计算模态与试验模态各阶振型变化一致,且各...

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外动力学研究现状及发展动态
        1.2.1 有限元模态分析研究现状
        1.2.2 试验模态分析研究现状
    1.3 参数化建模研究现状
    1.4 本课题研究的思路和内容
        1.4.1 课题研究的思路
        1.4.2 课题研究的内容
第2章 有限元分析理论与方法
    2.1 基本概念
    2.2 求解步骤
    2.3 动力学基本理论
        2.3.1 模态分析理论
        2.3.2 模态分析意义
    2.4 本章小结
第3章 柴油机机体试验模态研究
    3.1 试验测试方案
        3.1.1 机体支撑方式
        3.1.2 激励方式
    3.2 测试系统设备组成
    3.3 测试方案
    3.4 模态测试结果分析
    3.5 本章小结
第4章 机体方案模型构建与验证
    4.1 机体初步方案模型的构建与验证
        4.1.1 初步方案模型的建立
        4.1.2 材料属性与单元选取
        4.1.3 网格划分以及边界条件选取
        4.1.4 有限元模态分析方法
        4.1.5 初步方案模型的验证
    4.2 机体最终方案模型的构建与验证
        4.2.1 机体最终方案模型的建立
        4.2.2 机体最终方案模型的验证
    4.3 方案模型构建方法通用性验证
    4.4 本章小结
第5章 柴油机刚度分析软件二次开发
    5.1 Abaqus二次开发研究
        5.1.1 Python、Fortran与Abaqus的关系
        5.1.2 Abaqus二次开发的途径
    5.2 建立软件系统结构层次
        5.2.1 软件系统主要功能
        5.2.2 软件系统结构
        5.2.3 软件系统界面设计
    5.3 Abaqus参数化分析模板建立
        5.3.1 模型几何建模脚本模板
        5.3.2 有限元分析特征定义模板
    5.4 软件的运用与测试
        5.4.1 软件的运用
        5.4.2 机体建模测试
    5.5 本章小结
第6章 柴油机机体-零部件组合模态分析
    6.1 发动机零部件自由模态分析
    6.2 机体与柴油机零部件组合结构模态分析
        6.2.1 六类零件组合模态分析
        6.2.2 五类零件组合模态分析
        6.2.3 四类零件组合模态分析
        6.2.4 三类零件组合模态分析
    6.3 本章小结
第7章 机体组合结构刚度匹配特性研究
    7.1 频率覆盖法
    7.2 逐步反求法
        7.2.1 组合结构整机振型分析
        7.2.2 组合结构局部振型分析
    7.3 整机刚度评估准则
    7.4 本章总结
第8章 总结与展望
    8.1 总结
    8.2 展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3852222