一、发动机曲轴的模态分析(论文文献综述)
孙丽华[1](2021)在《汽车发动机曲轴自由模态分析》文中认为传统曲轴自由模态分析方法,将倒角、圆角等几何特征考虑在内,曲轴结构特征较为复杂,导致固有频率和振型提取结果的精准度较差。为此提出汽车发动机曲轴自由模态分析方法。采集曲轴弹性模量、尺寸参数、连杆机构数据、强度极限等结构特征参数,对曲轴进行三维实体模型,使用ANSYS Workbench进行四面体网格划分,建立有限元模型,通过有限元物理参数、以及物理坐标描述,生成曲轴自由振动方程组,求解后绘制曲轴振型图,进而分析可能产生共振的频率范围和曲轴薄弱环节。选取V8型号康明斯发动机曲轴,与2种传统方法进行对比实验,结果表明,此次设计方法降低了固有频率值相对标准误差,提高了各阶数下曲轴最大变形量,分别保证了固有频率和振型的精准度,同时缩短了自由模态分析时间。
周全[2](2021)在《汽车发动机异响诊断算法及产生机理的研究》文中认为随着汽车工业水平的进步,目前发动机噪声的研究重点已落在声品质上,特别是发动机的异响问题,令很多车企研发人员无从下手。由于大部分异响属于发动机噪声问题中的疑难杂症,缺乏有效的诊断方法和理论上的研究,因此需要提出一些创新性的信号处理方法来更好地提取并分析这些异响的特征,并归纳出异响的产生机理。本文围绕汽车发动机的异响诊断算法和异响的产生机理研究这两个方面展开,主要工作内容与成果如下:研究了短时傅里叶变换时频图的精细度和能量分布的变化规律,对比了多分量非稳态仿真信号的短时傅里叶变换和S变换时频图结果,指出两种算法对非稳态部分信号的能量分布具有“栅栏”现象。介绍了非线性调频变换算法(Nonlinear Chirp Transform,NLCT),通过引入随调频信号瞬时频率不断变化的旋转算子和频移算子,优化了时频图的能量分布,并结合Vold-Kalman阶次滤波和NLCT变换提出了Vold-Kalman调频变换算法(VoldKalman Chirp Transform,VKCT),其适用于分析与汽车发动机转速相关的振声信号。研究了当单个初始频率附近存在多个信号时,变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)的分解优先级,提出了U型模态分解优先级的概念。讨论了VMD算法的欠分解和过分解现象,并指出这类模态混叠现象的本质原因是VMD算法初始中心频率的数目及取值与实际混合信号中的分量信号不匹配。提出一种基于二分法的变分模态分解方法(Dichotomy-based Variational Mode Decomposition,DVMD),能够自适应地搜寻混合信号中实际分量的个数及对应的中心频率。基于DVMD算法诊断了某乘用车发动机在怠速工况下产生的“吭吭”声异响。通过系统性地研究缸盖总成各部分结构对异响的影响,发现了异响声幅值对凸轮轴正时调节(Variable Camshaft Timing,VCT)系统的参数敏感,特别是凸轮轴调节器的角度和机油压力控制阀(Oil Control Valve,OCV)的占空比。通过DVMD算法分离提取了发动机缸盖表面振动信号中的异响相关分量,结合曲轴与凸轮轴的瞬时转速、VCT系统内部的机油压力等数据综合分析,明确了“吭吭”声异响的产生机理。基于VKCT算法诊断了某乘用车发动机在加速过程中出现的“咕噜”声异响。通过声强法对异响的分布特性进行了研究和分析,明确了异响主要来源于汽车发动机,通过VKCT算法提取了发动机振动信号中的异响分量,根据对比分析指出“咕噜”声异响来源于曲轴扭振。通过发动机曲轴的弯扭振动测试及更换不同工作频率TVD的试验,验证了“咕噜”声异响的产生机理。针对汽车发动机稳态及瞬态工况下的机械与燃烧噪声分离,提出了基于维纳滤波的稳态工况燃烧噪声分离算法和基于多元回归的瞬态工况燃烧噪声分离算法。研究了某三缸汽油机在不同转速和负荷条件下的机械燃烧噪声占比变化情况及其内在机理,诊断了某SUV车型的发动机在急收油门时刻下产生的“呲呲”声异响。对该发动机的表面辐射噪声和机体表面的振动信号进行了机械贡献和燃烧贡献分离,根据机械噪声和燃烧噪声的时频图结果诊断出此异响来源于发动机燃烧室内的异常燃烧,并通过优化发动机的点火提前角控制了异响。
余佳奎,李舜酩,李想,张蒙[3](2020)在《基于ANSYS的发动机曲轴有限元静力与模态分析》文中进行了进一步梳理本文对某V10发动机曲轴进行有限元分析,并运用Solid Works软件构建了曲轴模型,应用ANSYS Workbench软件模拟分析了曲轴在各气缸发火做功时的静态力学性能以及曲轴的振动特性,得出曲轴在模拟工况下的应变、应力分布情况,并得出曲轴的自由振动模态与在约束情况下的振动模态。计算结果表明,曲柄连杆轴颈的过渡圆角与主轴颈的过渡圆角位置是危险区域,最终得到该曲轴的最小固有频率,为该曲轴的可靠性分析、疲劳强度校核提供计算基础。
刘玉[4](2020)在《三缸内燃式空气压缩机动力学仿真研究》文中研究表明针对传统的内燃机驱动活塞式空气压缩机系统在工作过程中存在能量转化效率低的问题,本文设计了三缸内燃式空气压缩机原理方案,改进了传统的由内燃机驱动的活塞式空气压缩机组合系统的相关弊端,保留了传统内燃机技术成熟工作可靠等特点,设计形成了一种较容易实现产业化的新形式动力装备。三缸内燃式空气压缩机在单缸内燃式空气压缩机的基础上,并列放置了三组内燃式空气压缩机构,增大了机器的输出能力和运转平稳性。三缸内燃式空气压缩机可以在输出气体压力能和驱动内燃机附属系统工作的基础上额外提供一定的功率以带动机器外部的其他工作载荷。采用理论计算分析与仿真分析相结合的方法,研究得到了在不同油门开度和不同输出气压工况下空气压缩机可输出功率的变化情况,即当其他条件不变时,内燃式空压机可带动外载荷的功率随着油门开度的增大而增大,得到了一系列最佳工况点。基于虚拟样机技术建立了内燃式空气压缩机主体部分的动力学仿真模型,对其进行了动力学仿真分析,研究得到了特定工况下仿真模型运动特性和受力情况的数据,动力活塞的最大速度为8.1839m/s,最大加速度为1.7898m/s2,连杆大头端受力最大值为39.265kN,连杆小头端最大受力为39.132kN。对可输出功率的计算结果和仿真结果进行了误差分析。利用ANSYS Workbench,对曲轴进行了静力学分析和模态分析,在静力学分析中,得到了曲轴的应力变形等结果,最大应力为22.865MPa,强度符合要求;在模态分析中,得到了曲轴的模态参数及振型,曲轴模态振型的最低固有频率为1003.9Hz,有效避免了共振的发生。
甘金科[5](2020)在《ISG混合动力发动机轴系复合扭振特性分析》文中研究指明作为发动机上主要的运动部件之一,曲轴工作的可靠性关系到发动机乃至整个车辆的性能、寿命和可靠性。曲轴的结构特点和作用于其上的激励力矩使得曲轴时刻都发生着扭转振动,过大的扭振甚至会导致曲轴折断,而目前常见的ISG混动发动机中还加入了电机部件,其扭振也出现了一些新的特性。论文是在对企业某型传统发动机轴系实例的扭振分析以及减振器匹配的基础上进行的研究,首先对轴系的扭转振动进行了分析计算,发现轴系前端具有较大的扭振幅值,通过匹配合理的扭转减振器来降低扭振幅值,进一步,论文研究了ISG混动轴系在发动机和电机系统共同作用下的扭振特性,并针对轴系扭振振幅提出有效的电机主动减振控制策略,主要的工作如下:第一,采用集总参数模型对传统发动机轴系进行了当量简化,详细讨论了模型的当量简化原则,以及模型中各集总参数的计算确定方法,提出了一种基于扭转中心的半拐刚度有限元计算方法,可提高半拐刚度计算精度,因此能够得到更为准确的一维当量模型,借助AVL-Excite Designer软件建立了轴系扭振仿真模型。第二,在理论推导的基础上,采用所建立的仿真模型分别计算了轴系在前端分别为光轴、带皮带轮和带扭转减振器情形下的自由振动和强迫振动结果,通过有限元模态计算对一维集总参数模型进行了校核,提高了强迫振动计算的置信度,再通过台架试验对轴系扭振进行了实测,结果表明校核后的一维扭振仿真模型更能准确的反映轴系的扭振特性。此外,对已匹配的扭转减振器进行了三维模态计算,计算结果与设计最优值之间的相对误差在5%以下,仿真计算具有较高的准确性。第三,在传统发动机扭振模型的基础上,建立了ISG发动机轴系扭振仿真模型,详细讨论了电机电磁转矩、电磁刚度和电磁阻尼的确定以及电磁参数对轴系扭振特性的影响,结果表明:电磁刚度的约束作用使得自由振动结果中增加了一个低阶模态,并且随着电磁刚度的增大,模态固有频率也随之增大;而电磁阻尼的增加会使得各谐次扭振峰值显着减小,不过4谐次扭振在中间转速段的振幅随电磁阻尼增大而增大。第四,采用所建立的ISG发动机轴系扭振仿真模型,对轴系在电机驱动、发动机单独驱动、发动机和电机综合驱动以及行车充电工况下的扭振进行了计算分析,其中发动机驱动和发动机、电机综合驱动工况的最大扭振峰值均超过了0.1deg,在不添加扭转减振器的情况下,已经能达到国标0.15deg的推荐标准,扭振影响大为减轻,不过行业内通常有更严格的要求,需控制扭振幅值在0.1deg以下。基于这点,论文针对不同工况下轴系扭振振幅的特点,并根据电机瞬间动力响应快、电磁阻尼对扭振的衰减作用和混动轴系多动力源转矩分配的特点提出一种针对轴系扭振的电机主动减振控制策略,优化后的计算结果表明:即使不匹配扭转减振器,通过细分转速和扭矩的耦合输出区间进行精细化的电机主动减振控制,各谐次扭振峰值都得到了有效控制,满足目标要求,所提出的电机主动减振控制策略合理有效。
刘磊[6](2020)在《双质量飞轮对发动机轴系及前端轮系耦合振动影响分析》文中研究指明随着汽车行业的快速发展,人们对汽车的安全性及NVH(Noise、Vibration、Harshness)性能的要求也逐步提升,其中,曲轴系的扭振问题是影响发动机曲轴寿命和NVH性能的重要因素之一。由于发动机工作过程中存在着周期性变化的激励力矩,曲轴在转动过程中不可避免地会出现扭转振动,而双质量飞轮作为当前汽车上隔振减振效果最好的装置之一,既能保证发动机工作的平稳,又可以降低曲轴输出端变速箱侧的振动与冲击,因此在国内的应用已从高级轿车逐步推广到中级轿车。通常在以往的研究分析中,往往考虑双质量飞轮对变速箱侧的影响,但却忽视搭载双质量飞轮具体结构参数对曲轴系扭振特性以及对于发动机前端附件带系统的影响,因此探讨双质量飞轮对曲轴系减振优化以及前端轮系耦合振动的影响,对双质量飞轮的设计和匹配具有十分重要的意义。本文主要工作内容如下:1、以某直列4缸汽油机为研究对象,采用理论计算、动力学仿真和试验验证相结合的方式,对曲轴系扭转振动特性进行研究。应用多体动力学软件AVL EXCITE Designer建立曲轴集中质量模型,详细讨论了集中模型中各个自由度转动惯量、刚度和阻尼系数的确定方法,提高惯量、刚度的准确性。通过轴系三维和一维多级模态对比分析,来修正和检验一维当量模型的准确性,提出一种基于一维和三维相结合的较为准确的集总参数模型确立和验证方法。通过对曲轴系统的自由振动与强迫振动结果进行计算,对其进行了皮带轮减振器优化匹配,台架实验表明,扭振分析模型计算精度较高,减震效果较好,提升了集总参数法的置信度。2、通过总结分析双质量飞轮的工作原理、组成结构和优缺点,对原曲轴系模型进行双质量飞轮的理论设计及匹配,建立对应的仿真分析模型,对比原结构单质量飞轮曲轴系模型和搭载双质量飞轮后轴系扭振特性影响以及轴系自由端和输出端转速波动的差异,分析结构参数的影响并进行优化,得到最佳的结构参数范围,为工程实际提供一定参考。3、前端轮系的振动特性和曲轴扭振紧密相关,论文通过搭建轮系的动力学模型,分析前端轮系的振动特点和影响因素,以单质量飞轮和双质量飞轮曲轴皮带轮处的转速波动作为边界激励条件,就单、双质量飞轮曲轴系统对前端轮系振动的影响进行了对比分析,得到各稳态转速工况下的前端附件轮系的振动响应,并分析产生此结果可能的原因。研究结果表明,曲轴减振皮带轮能有效降低系统自由端的扭振振幅,改善轴系的扭振特性。当搭载双质量飞轮后,双质量飞轮可以减小曲轴输出端的转速波动,降低系统一阶固有频率,有效避免低转速工况下的共振的可能性,减小变速箱齿轮系的振动,有助于改善变速箱侧的振动噪声水平。但与单质量飞轮轴系模型相比,由于双质量飞轮的初级质量的减小,加剧曲轴系滚振程度以及自由端皮带轮处的转速波动,并对前端附件带系统造成恶化影响的趋势,这将不利于发动机工作的稳定性,因此,在设计时应通过CAE分析,综合考虑各方面影响进行调整优化。
邢维者[7](2020)在《曲轴扭振引发的某乘用车加速异响试验研究与改进》文中研究说明发动机是汽车的动力源头,也是整车的主要振源,其NVH问题会对整车NVH性能产生重要的影响。本文以某款自主研发的乘用车加速异响(以下简称“咕噜声”)问题为案例,通过试验的方法对该问题进行排查和分析,锁定“咕噜声”的源头与曲轴扭转振动相关。参考对标车测试结果,对自研车的曲轴扭转振动进行优化。结合项目周期,分别对曲轴皮带轮的转动惯量及工作频率进行验证,最终确定改进方案,消除车内加速“咕噜声”。首先,对问题点进行主观评价、测试和滤波分析,确定了问题工况及异响频段。结果表明,车内加速“咕噜声”在D挡行驶、空挡点踩油门、3wot工况及稳态工况均能识别出该问题点,并且锁定了异响频段在400±50Hz区间。通过断路径的方式,确认了“咕噜声”的传播的方式既存在空气声,也存在结构声。在动力总成上进行振动测试,结果表明,车内“咕噜声”与动力总成前端相关性较大。对发动机进行拆除皮带、拆除曲轴皮带轮的措施去验证,确定了加速“咕噜声”与曲轴扭转振动相关。其次,在整车上进行了曲轴扭转振动测试。结果表明,曲轴一阶扭转振动的中心频率为400Hz,与车内加速“咕噜声”频段对应。采用同样的方法对对标车进行了曲轴扭转振动测试,将数据进行对比。结果表明,自研车阶次角加速度幅值明显高于对标车,其中自研车的6阶峰值是对标车的2.8倍;8阶峰值是对标车的5.9倍;10阶峰值是对标车的7.3倍。明确了降低曲轴扭转振动的改进方向。最后,对曲轴皮带轮进行改进,分别调节曲轴皮带轮的转动惯量及工作频率,在整车上进行验证。结果表明,当曲轴皮带轮的转动惯量为0.00848 kg·m2,工作频率为252Hz时,曲轴的一阶扭转振动由400Hz降低到280Hz,对应的6阶、8阶、10阶幅值均达到对标车水平,车内加速“咕噜声”明显消除。基于曲轴皮带轮的橡胶层存在10%的生产误差,最终将曲轴皮带轮的生产下限频率定为227Hz,实施量产。本研究通过对问题点的排查及改进过程,总结了一套在整车上排查动力总成异响问题的方法,提炼了整车发动机曲轴扭转振动性能参数,能够为后续发动机NVH性能开发提供借鉴。
龚云轩[8](2020)在《柴油机曲轴系统弯纵扭耦合振动研究》文中认为柴油机是船体产生振动和噪声的主要激励源,其振动情况直接影响船舶的平稳运行。随着船舶工业的发展,船用柴油机的结构形式日益复杂,作业环境愈加恶劣、运行工况变化频繁,这就对轴系振动的指标提出了更高的要求。在柴油机实际运行中,柴油机曲轴会产生弯曲、纵向和扭转三种形式的振动,这三种形式的振动是相互耦合的。因此,本文针对柴油机曲轴系统的弯纵扭耦合振动问题进行研究,开展了柴油机曲轴系统三维耦合振动动力学方程的建立、双曲柄实验台架验证、曲轴系统三维耦合振动特性仿真计算等工作。首先,将单个曲柄简化为五段直梁结构,基于连续体振动理论,建立了直梁的三维空间场传递矩阵。通过位移协调和力平衡条件,建立了坐标变换、集中质量和弹性支撑的点传递矩阵。再利用传递矩阵的连乘构建了曲轴系统的三维耦合振动动力学方程。同时,本文给出了系统的自由振动和受迫振动计算方法。通过对激振力的分析,给出了实际运行工况下的载荷图谱。通过两个简单算例,验证了理论方法的正确性。其次,根据曲轴耦合振动特性,设计了双曲柄实物模型,对双曲柄实验台架进行了模态响应测试。通过理论计算与实验结果的比较,证明了本文理论方法的正确性和可行性。最后,利用hypermesh软件建立曲轴系统的有限元模型,并导入到ANSYS中进行自由振动和受迫振动计算,分析了曲轴系统在正常工况下的耦合振动特性。研究了柴油机在发火不均、单缸熄火和逆发火三种异常工况下的耦合振动特性,为柴油机曲轴系统的设计与减振控制提供理论支撑。
张晋新[9](2019)在《基于AVL-Excite PU的三缸汽油机扭振与平衡特性研究》文中进行了进一步梳理我国的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》要求降低汽车燃油消耗量、提升发动机效率;并且2019年7月开始实施的《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》也对汽车污染物的排放提出了更高的要求。为了满足越来越严格的油耗和排放法规,各车企把小型化、轻量化的涡轮增压三缸汽油机作为重点研发产品。三缸汽油机与四缸相比,有着燃油效率高、结构紧凑及重量轻等优点,但由于三缸发动机自身曲轴结构的原因,使活塞的往复惯性力矩和曲轴离心力矩不平衡,导致三缸汽油机的振动性能较差,因此,迫切需要采用有效的技术措施来改善发动机的振动性能。1.本文研究了三缸发动机的扭振特性。三缸汽油机曲轴自由端在低转速时扭振角总幅值较大。主要的扭振谐次包括3谐次、4.5谐次、6谐次、7.5谐次以及9谐次;滚振谐次为1.5谐次与3谐次。2.对比研究了采用单平衡轴和不采用平衡轴对三缸机表面振动的影响。研究结果表明:采用单平衡轴后,缸盖罩、缸体以及油底壳表面的振动烈度降低,并且主要降低的是发动机的基本振动频率及其整数倍频率下的振动速度幅值。3.研究了一阶往复惯性力矩平衡率对曲轴扭振和发动机表面振动的影响。研究结果表明:采用单平衡轴时,一阶往复惯性力矩平衡率会影响曲轴的扭转共振。1谐次扭振角幅值随着一阶往复惯性力矩平衡率的增大而逐渐增大,其他主要扭振谐次扭振角受一阶往复惯性力矩平衡率的影响较小;一阶往复惯性力矩平衡率对发动机表面振动影响较大,存在一个最佳的平衡率使发动机表面振动特性最好。采用单平衡轴时选择合适的平衡率会降低发动机的表面振动,但同时也会在某种程度上增大曲轴的扭振角。4.当三缸机搭载双质量飞轮时,曲轴轴系的一阶和二阶固有频率会降低,避免发动机发生怠速共振。双质量飞轮相较于单质量飞轮,可以有效隔离曲轴的转速波动以及改善曲轴飞轮端的扭振特性,但是同时也会恶化曲轴自由端的扭振特性,增加前端附件的附加扭矩,恶化前端附件NVH性能。
皇甫长明[10](2019)在《某新型发动机曲轴疲劳强度分析与强化工艺改进研究》文中研究指明伴随着汽车工业的发展,作为汽车产品的核心部件,发动机得到了快速的发展,发动机高效化、轻量化、高功率化成为业内追求的目标。为实现以上目标,发动机缸内直喷技术、高温EGR、涡轮增压、集成中冷、高压油轨、分层燃烧等技术逐步得到推广。曲轴作为发动机的核心运动部件受到的负载愈加苛刻。由于发动机曲轴结构复杂,其轴向多处存在截面突变,导致其在承受交变的扭转、弯曲及拉应力时易发生疲劳失效。以提高汽车发动机曲轴的可靠性为目的,拟对某新型号汽车发动机曲轴的动力学及疲劳强度开展研究,以便指导后期发动机曲轴的设计并改进现有的制造工艺。本文创新性利用发动机测功台架的燃烧分析仪实际采集的发动机全工况燃烧过程数据作为输入条件,通过对曲柄连杆机构的受力分析,获得发动机曲柄连杆机构工作状态,在AVL EXCITE PU软件内缩减了相关的模型后构建了动力学模型。设置体单元类型并添加边界条件等约束,对曲轴进行了全工况的动力学有限元分析,获得发动机曲轴的薄弱位置,为发动机曲轴的疲劳研究提供了可靠的数据输入。本文主要通过以下几个方面对发动机曲轴动力学进行了分析:曲轴皮带轮飞轮系统的瞬态应力分析、模态的分析、发动机飞轮及皮带轮端位移及其频域分布情况。利用对模型特征值计算,获得了曲柄连杆系统的固有频率、振型等,通过分析获得了发动机曲轴在工作过程中的真实状态,为发动机曲轴设计提供了支持。曲轴强化工艺对疲劳强度影响很大,通过对曲轴圆角滚压机理进行研究,获得滚压工艺对曲轴疲劳强度的影响因素。通过疲劳损伤理论及前期获得的分析数据,利用有限元软件对发动机曲轴进行了疲劳寿命有限元分析,通过添加滚压系数,对仿真模型机型修正,获得了发动机曲轴全工况下的安全系数,进一步验证了发动机曲轴可靠性。最后利用试验室曲轴疲劳试验机对曲轴进行疲劳试验研究,试验结果证明发动机曲轴疲劳强度满足要求。通过调整发动机曲轴各批次样件的滚压工艺参数对发动机曲轴滚压工艺进行试验研究,获得了曲轴疲劳强度与滚压工艺参数之间的关系,此试验结果与前面章节的理论研究的基本吻合,为后期曲轴设计及加工工艺选择提供了理论基础。
二、发动机曲轴的模态分析(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、发动机曲轴的模态分析(论文提纲范文)
(1)汽车发动机曲轴自由模态分析(论文提纲范文)
1 汽车发动机曲轴自由模态分析方法设计 |
1.1 采集发动机曲轴结构特征参数 |
1.2 建立发动机曲轴三维实体模型 |
1.3 分析发动机曲轴自由模态 |
2 实验论证分析 |
2.1 实验过程 |
2.2 实验结果 |
2.2.1 第1组实验结果 |
2.2.2 第2组实验结果 |
2.2.3 第3组实验结果 |
3 结束语 |
(2)汽车发动机异响诊断算法及产生机理的研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 课题研究的背景及意义 |
1.1.1 课题研究背景 |
1.1.2 课题研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 发动机振动噪声研究现状 |
1.2.2 异响研究现状 |
1.2.3 信号处理方法研究现状 |
1.2.4 本文研究课题的提出 |
1.3 本文研究内容与安排 |
2 NLCT时频分析算法的基本原理与仿真试验研究 |
2.1 引言 |
2.2 现代时频分析技术原理及仿真研究 |
2.2.1 短时傅里叶变换 |
2.2.2 广义S变换 |
2.2.3 线性调频变换 |
2.2.4 非线性调频变换 |
2.3 本章小结 |
3 DVMD盲源分离算法的基本原理与仿真试验研究 |
3.1 引言 |
3.2 DVMD的基本原理 |
3.2.1 变分模态分解原理简介 |
3.2.2 变分模态分解的分解优先级 |
3.2.3 DVMD的分解策略 |
3.3 DVMD与其他盲源分离方法的仿真试验比较研究 |
3.4 本章小结 |
4 基于DVMD算法的发动机稳态机械异响诊断及机理研究 |
4.1 引言 |
4.2 怠速异响声源定位试验研究 |
4.2.1 某乘用车怠速异响案例背景 |
4.2.2 缸盖总成机械结构系统影响研究 |
4.2.3 缸盖总成电子控制系统影响研究 |
4.3 基于DVMD算法的怠速异响特征分量提取 |
4.4 角度域下的怠速异响成因及机理研究 |
4.5 本章小结 |
5 基于VKCT算法的发动机瞬态机械异响诊断及机理研究 |
5.1 引言 |
5.2 VKCT时频分析方法原理 |
5.2.1 AGST时频变换 |
5.2.2 脊线提取技术 |
5.2.3 Vold-Kalman阶次分离 |
5.2.4 VKCT时频分析算法 |
5.3 某乘用车加速工况异响识别 |
5.3.1 某乘用车加速工况异响案例背景 |
5.3.2 整车异响分布特性研究 |
5.4 某乘用车加速工况异响机理研究 |
5.4.1 基于VKCT时频分析算法的异响特征提取与诊断 |
5.4.2 加速工况异响的机理研究及控制 |
5.5 本章小结 |
6 发动机燃烧噪声的分离算法及燃烧异响诊断研究 |
6.1 引言 |
6.2 发动机燃烧噪声的分离算法 |
6.2.1 基于维纳滤波的稳态工况燃烧噪声分离算法 |
6.2.2 基于多元回归的瞬态工况燃烧噪声分离算法 |
6.3 发动机稳态工况燃烧噪声和机械噪声的分离研究 |
6.3.1 1500r/min燃烧噪声分离结果 |
6.3.2 3000r/min燃烧噪声分离结果 |
6.3.3 5500r/min燃烧噪声分离结果 |
6.4 发动机瞬态工况的燃烧异响分离及诊断研究 |
6.4.1 某SUV车型急收油门工况异响案例背景 |
6.4.2 急收油门工况振声信号燃烧与机械贡献分离研究 |
6.4.3 急收油门工况燃烧异响控制 |
6.5 本章小结 |
7 全文总结 |
7.1 研究成果与结论 |
7.2 创新点 |
7.3 研究展望 |
参考文献 |
作者简介 |
教育经历 |
攻读博士期间发表的论文 |
攻读博士期间参与的项目 |
(3)基于ANSYS的发动机曲轴有限元静力与模态分析(论文提纲范文)
1 曲轴三维模型建立 |
2 有限元静力学分析 |
2.1 有限元静力学分析网格划分 |
2.2 运动条件加载 |
2.3 位移边界条件 |
2.4 力边界条件 |
2.5 计算结果与分析 |
3 有限元模态分析 |
3.1 有限元模态分析网格划分 |
3.2 振动方程 |
3.3 自由模态 |
3.4 约束模态 |
3.5 计算结果与分析 |
4结语 |
(4)三缸内燃式空气压缩机动力学仿真研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题的研究背景和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 国内外压气机发展的现状 |
1.2.2 内燃式空气压缩机的研究现状 |
1.2.3 有限元分析的研究现状 |
1.3 主要研究内容和方法 |
1.3.1 利用Solid Works软件建立三维建模 |
1.3.2 对虚拟样机进行多刚体动力学仿真 |
1.3.3 对空气压缩机进行可输出功率分析 |
1.3.4 曲轴的有限元分析 |
1.4 本章小结 |
第二章 三缸内燃式空气压缩机工作原理和机构分析 |
2.1 三缸内燃式空气压缩机的工作原理 |
2.2 基本设计方案和参数的确定 |
2.3 曲柄连杆机构的运动学模型的建立 |
2.3.1 活塞的运动分析 |
2.3.2 连杆的运动分析 |
2.4 曲柄连杆机构的动力学模型的建立 |
2.5 本章小结 |
第三章 结构设计及三维实体模型的建立 |
3.1 活塞及连接杆部分结构设计及建模 |
3.1.1 导向滑块结构设计 |
3.1.2 压气活塞结构设计 |
3.1.3 连接杆结构设计 |
3.2 其他部分建模及整体装配 |
3.3 本章小结 |
第四章 多工况可输出功率分析 |
4.1 各工况下可输出功率计算分析 |
4.2 可输出功率和油门开度的关系研究 |
4.3 不同输出气压下油门开度研究 |
4.3.1 可输出功率和油门开度的关系 |
4.3.2 无外载荷情况下的功率匹配研究 |
4.4 本章小结 |
第五章 多刚体模型的建立与动力学仿真分析 |
5.1 多刚体方程求解过程 |
5.1.1 拉格朗日方程的一般形式 |
5.1.2 Adams中多刚体系统的动能 |
5.1.3 多刚体系统的动力学方程 |
5.2 多刚体模型的建立 |
5.2.1 模型导入 |
5.2.2 添加材料属性及约束 |
5.2.3 施加约束力和驱动力 |
5.3 运动特征分析 |
5.4 受力情况分析 |
5.5 可输出功率仿真误差计算 |
5.6 本章小结 |
第六章 曲轴有限元分析 |
6.1 曲轴静力学分析 |
6.1.1 静力学分析的原理 |
6.1.2 分析前处理 |
6.1.3 应力应变位移结果分析 |
6.2 曲轴模态分析 |
6.2.1 曲轴自由模态分析 |
6.2.2 曲轴约束模态分析 |
6.3 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 总结 |
7.2 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间的研究成果 |
致谢 |
(5)ISG混合动力发动机轴系复合扭振特性分析(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 扭振分析模型与方法 |
1.2.2 混动轴系扭振研究现状 |
1.3 本文研究的主要内容与研究方法 |
第2章 曲轴系扭振仿真模型的建立 |
2.1 前言 |
2.2 轴系集总参数模型介绍 |
2.3 模型当量参数的确定 |
2.3.1 转动惯量的获取 |
2.3.2 扭转刚度的获取 |
2.4 自由扭振理论分析 |
2.5 强迫扭振理论分析 |
2.5.1 激励力矩计算 |
2.5.2 阻尼的计算 |
2.5.3 轴系强迫振动计算 |
2.6 轴系扭振模型的建立 |
2.7 本章小结 |
第3章 曲轴系扭振特性分析 |
3.1 前言 |
3.2 一维模型自由扭振分析 |
3.3 三维有限元模态分析 |
3.3.1 有限元模态分析理论 |
3.3.2 无皮带轮轴系模态分析 |
3.3.3 带皮带轮轴系模态分析 |
3.3.4 带橡胶扭转减振器轴系模态分析 |
3.3.5 一维计算和三维计算结果对比 |
3.4 橡胶扭转减振器固有特性分析 |
3.5 曲轴系强迫扭振分析 |
3.5.1 带皮带轮轴系强迫振动分析 |
3.5.2 带橡胶减振器轴系强迫振动分析 |
3.6 发动机轴系扭振台架试验 |
3.6.1 试验介绍 |
3.6.2 试验结果分析 |
3.6.3 试验与仿真计算结果对比 |
3.7 本章小结 |
第4章 ISG轴系扭振分析模型的建立 |
4.1 前言 |
4.2 电磁参数的分析 |
4.2.1 电磁转矩的分析 |
4.2.2 电磁刚度的确定 |
4.2.3 电磁阻尼的确定 |
4.3 混动轴系扭振模型的建立 |
4.4 电磁参数对轴系扭振的影响 |
4.4.1 电磁刚度对轴系扭振的影响 |
4.4.2 电磁阻尼对轴系扭振的影响 |
4.5 本章小结 |
第5章 ISG轴系扭振分析及优化 |
5.1 前言 |
5.2 常规工况下轴系扭振特性分析 |
5.2.1 电机驱动工况 |
5.2.2 纯发动机驱动工况 |
5.2.3 发动机、电机综合驱动工况 |
5.2.4 行车充电工况 |
5.3 混动轴系扭振主动减振优化策略 |
5.4 本章小结 |
全文总结与展望 |
结论 |
展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文 |
(6)双质量飞轮对发动机轴系及前端轮系耦合振动影响分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 双质量飞轮介绍 |
1.2.1 双质量的发展与应用 |
1.2.2 双质量飞轮结构与分类 |
1.2.3 双质量飞轮的特点及性能 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 曲轴扭振研究现状 |
1.3.2 DMF研究现状 |
1.3.3 前端轮系动力学特性的研究现状 |
1.4 研究内容和技术路线 |
第2章 曲柄连杆机构多体动力学理论基础 |
2.1 引言 |
2.2 多体动力学分析理论 |
2.2.1 多刚体系统动力学 |
2.2.2 多柔体系统动力学 |
2.3 曲轴动力学计算分析 |
2.3.1 曲柄连杆机构运动学分析 |
2.3.2 曲柄连杆机构受力分析 |
2.3.3 激振力矩简谐分析 |
2.4 曲轴扭振分析理论 |
2.4.1 自由振动计算 |
2.4.2 强迫振动计算 |
2.5 本章小结 |
第3章 单质量飞轮轴系扭转振动仿真分析及验证 |
3.1 引言 |
3.2 曲轴扭振模型的建立 |
3.2.1 轴系当量转化 |
3.2.2 模型惯量刚度参数的确定 |
3.2.3 当量系统模型 |
3.2.4 阻尼参数确定 |
3.2.5 载荷数据 |
3.3 有限元模态分析与验证 |
3.4 曲轴扭振仿真分析 |
3.4.1 Excite Designer模型 |
3.4.2 自由振动计算 |
3.4.3 强迫振动计算 |
3.5 轴系扭振减振器的匹配及试验 |
3.5.1 减振器的匹配 |
3.5.2 曲轴扭振试验分析 |
3.6 本章小结 |
第4章 双质量飞轮匹配设计及减振特性分析 |
4.1 双质量飞轮减振动力学参数设计 |
4.1.1 双质量飞轮转动惯量的分配 |
4.1.2 双质量飞轮扭转刚度参数设计 |
4.1.3 双质量飞轮阻尼参数选取 |
4.2 双质量飞轮当量模型的建立 |
4.3 DMF与 CTD扭振分析对比 |
4.3.1 扭振系统固有频率 |
4.3.2 扭振幅值分析 |
4.3.3 转速波动 |
4.4 双质量飞轮结构参数影响分析 |
4.4.1 转动惯量比影响分析 |
4.4.2 刚度系数影响分析 |
4.4.3 阻尼系数影响分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 前端轮系动力学分析 |
5.1 FEAD系统多体动力学模型的建立 |
5.1.1 坐标系的建立 |
5.1.2 皮带参数定义 |
5.1.3 前端附件轮系边界加载 |
5.2 仿真结果分析 |
5.2.1 皮带横向抖动 |
5.2.2 皮带动态张力 |
5.2.3 附件带轮转速 |
5.3 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
(7)曲轴扭振引发的某乘用车加速异响试验研究与改进(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究的意义和目的 |
1.1.1 课题来源 |
1.1.2 研究背景和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 本文研究的主要内容 |
第二章 整车加速“咕噜声”问题排查及原因分析 |
2.1 车内“咕噜声”问题现象 |
2.2 整车振动噪声测试 |
2.2.1 测试硬件及软件 |
2.2.2 “咕噜声”测试及结果分析 |
2.3 问题排查及原因分析 |
2.3.1 工况分析 |
2.3.2 “咕噜声”路径排查及分析 |
2.3.3 “咕噜声”源头排查及分析 |
2.4 本章小结 |
第三章 整车发动机曲轴扭转振动机理及测试分析 |
3.1 阶次激励及曲轴扭转振动产生机理与传递路径 |
3.1.1 阶次分析基本原理 |
3.1.2 发动机曲轴扭转振动产生机理与特性 |
3.1.3 发动机曲轴扭转振动传递路径分析 |
3.2 曲轴扭转振动测试结果及分析 |
3.2.1 确定曲轴扭转振动测试方法 |
3.2.2 车内“咕噜声”工况曲轴扭转振动测试结果 |
3.2.3 对标车曲轴扭转振动测试结果及对比分析 |
3.3 本章小结 |
第四章 整车发动机曲轴扭转振动改进及验证 |
4.1 曲轴扭转振动减振原理及改进 |
4.1.1 曲轴扭转减振器减振原理 |
4.1.2 曲轴扭转减振器改进 |
4.2 整车发动机曲轴扭转振动设计方案确定 |
4.2.1 曲轴扭转减振器惯量验证 |
4.2.2 曲轴扭转减振器工作频率验证 |
4.2.3 改进样件主客观评价结果 |
4.3 曲轴扭转减振器疲劳耐久验证 |
4.4 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
附件 |
(8)柴油机曲轴系统弯纵扭耦合振动研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 柴油机曲轴系统弯、纵、扭振动研究现状 |
1.2.2 柴油机曲轴系统耦合振动研究现状 |
1.2.3 传递矩阵法研究现状 |
1.3 本文主要研究内容 |
第2章 曲轴简化模型及传递矩阵推导 |
2.1 曲轴模型简化 |
2.2 直梁单元的传递矩阵推导 |
2.2.1 直梁单元的横向传递矩阵法 |
2.2.2 直梁单元的纵向传递矩阵法 |
2.2.3 直梁单元的扭转传递矩阵法 |
2.2.4 直梁单元的连续体传递矩阵集成 |
2.3 常见曲轴元件的传递矩阵 |
2.3.1 弹性支撑的传递矩阵 |
2.3.2 集中质量的传递矩阵 |
2.4 相邻三维空间结构坐标转换 |
2.4.1 单曲柄坐标变换传递矩阵 |
2.4.2 相邻曲柄相位变换传递矩阵 |
2.5 本章小结 |
第3章 曲轴系统振动计算 |
3.1 曲轴系统的自由振动计算方法 |
3.2 曲轴系统的激励源分析 |
3.2.1 气缸压力引起的激振力 |
3.2.2 运动部件的重力和惯性力引起的激振力 |
3.2.3 载荷图谱 |
3.3 曲轴系统的受迫振动计算方法 |
3.3.1 直接解法 |
3.3.2 时域响应计算的Newmark-β法 |
3.4 数值算例 |
3.4.1 悬臂Timoshenko梁振动计算 |
3.4.2 双曲柄-飞轮结构的振动计算 |
3.5 本章小结 |
第4章 双曲柄实验设计与验证 |
4.1 双曲柄实验台架设计 |
4.2 实验设计 |
4.2.1 实验方案 |
4.2.2 实验仪器 |
4.2.3 实验步骤 |
4.3 双曲柄实验台的理论计算 |
4.4 理论与实验结果对比 |
4.5 本章小结 |
第5章 柴油机曲轴系统耦合振动仿真分析 |
5.1 建立曲轴系统有限元计算模型 |
5.1.1 三维实体模型的建立 |
5.1.2 网格与边界的建立 |
5.1.3 后处理模型的建立 |
5.2 曲轴系统的模态分析 |
5.3 曲轴系统的受迫振动分析 |
5.3.1 曲轴扭转振动分析 |
5.3.2 曲轴纵向振动分析 |
5.3.3 曲轴弯曲振动分析 |
5.4 异常工况下曲轴系统耦合振动分析 |
5.4.1 柴油机发火不均对耦合振动影响 |
5.4.2 柴油机单缸熄火对耦合振动影响 |
5.4.3 柴油机逆发火对耦合振动影响 |
5.5 本章小结 |
结论 |
工作展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
致谢 |
(9)基于AVL-Excite PU的三缸汽油机扭振与平衡特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
字母注释表 |
第一章 绪论 |
1.1 课题背景与意义 |
1.2 三缸汽油机振动研究现状 |
1.2.1 发动机振动概述 |
1.2.2 发动机惯性力平衡研究现状 |
1.3 发动机曲轴扭振研究现状 |
1.3.1 集中质量模型 |
1.3.2 阶梯轴模型 |
1.3.3 有限元模型 |
1.4 双质量飞轮国内外研究现状 |
1.5 本文的研究内容 |
第二章 内燃机曲轴扭振理论分析 |
2.1 发动机动力学分析 |
2.1.1 气体作用力 |
2.1.2 惯性力 |
2.2 曲轴滚振理论 |
2.3 发动机曲轴轴系简化模型 |
2.4 本章小结 |
第三章 三缸机曲轴扭振分析 |
3.1 多体动力学理论简介 |
3.2 曲轴扭振分析模型的建立 |
3.2.1 三缸机有限元模型 |
3.2.2 多体动力学模型 |
3.3 曲轴扭振仿真与分析 |
3.3.1 自由振动计算 |
3.3.2 动力学模型的验证 |
3.3.3 强迫振动计算 |
3.3.4 共振转速的计算 |
3.4 本章小结 |
第四章 三缸发动机的平衡分析 |
4.1 三缸机发动机一阶往复惯性力矩的平衡 |
4.2 采用单平衡轴与无平衡轴对三缸机表面振动的比较研究 |
4.2.1 振动烈度分析 |
4.2.2 振动频率分析 |
4.3 一阶往复惯性力矩平衡率对发动机振动性能影响研究 |
4.3.1 一阶往复惯性力矩平衡率对曲轴扭振的影响 |
4.3.2 一阶往复惯性力矩平衡率对发动机表面振动烈度的影响 |
4.4 本章小结 |
第五章 匹配双质量飞轮的曲轴扭振分析 |
5.1 双质量飞轮减振原理 |
5.1.1 双质量飞轮基本结构和减振原理 |
5.1.2 双质量飞轮参数特性 |
5.2 带双质量飞轮的动力总成模型 |
5.3 结果分析 |
5.3.1 曲轴自由振动 |
5.3.2 曲轴扭振分析 |
5.3.3 转速波动分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 工作展望 |
参考文献 |
附录 |
发表论文和参加科研情况说明 |
致谢 |
(10)某新型发动机曲轴疲劳强度分析与强化工艺改进研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
1.2 国内外的研究现状 |
1.2.1 曲轴疲劳强度研究现状 |
1.2.2 曲轴圆角滚压强化工艺研究现状 |
1.3 曲轴疲劳强度分析的主要方法 |
1.3.1 试验研究法 |
1.3.2 分析计算法 |
1.4 本文的主要研究内容 |
第2章 曲轴受力分析及建模 |
2.1 引言 |
2.2 曲轴的主要失效形式 |
2.3 曲柄连杆机构受力分析 |
2.3.1 曲柄连杆机构运动计算 |
2.3.2 曲柄连杆机构受力分析 |
2.3.3 曲轴三维力学模型 |
2.4 曲柄连杆机构的建模 |
2.4.1 UG软件介绍 |
2.4.2 曲柄连杆机构的模型分析及简化 |
2.4.3 三维模型的建立 |
2.5 本章小结 |
第3章 曲轴力学性能有限元分析研究 |
3.1 引言 |
3.2 EXCITE PU软件介绍 |
3.3 EXCITE的仿真模型建立 |
3.3.1 曲轴、连杆、机体的模态缩减 |
3.3.2 EXCITE PU模型的建立 |
3.3.3 载荷边界条件的施加 |
3.4 动力学分析结果 |
3.4.1 曲轴瞬态应力分析 |
3.4.2 模态分析 |
3.4.3 全工况位移分布分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 曲轴疲劳强度预测及疲劳试验 |
4.1 引言 |
4.2 疲劳强度预测方法 |
4.3 材料的S-N曲线 |
4.4 疲劳损伤累积方法 |
4.5 曲轴疲劳强度分析 |
4.6 曲轴疲劳试验 |
4.7 试验内容 |
4.7.1 试验设备 |
4.7.2 试验过程 |
4.7.3 试验结果及分析 |
4.8 本章小结 |
第5章 曲轴圆角滚压强化工艺研究 |
5.1 引言 |
5.2 曲轴常见强化工艺 |
5.3 曲轴圆角滚压强化机理 |
5.4 工艺参数对疲劳强度的影响 |
5.4.1 滚压力对结果的影响 |
5.4.2 滚压圈数对结果的影响 |
5.4.3 滚压速度对结果的影响 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历 |
四、发动机曲轴的模态分析(论文参考文献)
- [1]汽车发动机曲轴自由模态分析[J]. 孙丽华. 科技通报, 2021(08)
- [2]汽车发动机异响诊断算法及产生机理的研究[D]. 周全. 浙江大学, 2021(01)
- [3]基于ANSYS的发动机曲轴有限元静力与模态分析[J]. 余佳奎,李舜酩,李想,张蒙. 河南科技, 2020(23)
- [4]三缸内燃式空气压缩机动力学仿真研究[D]. 刘玉. 青岛大学, 2020(01)
- [5]ISG混合动力发动机轴系复合扭振特性分析[D]. 甘金科. 西南交通大学, 2020(07)
- [6]双质量飞轮对发动机轴系及前端轮系耦合振动影响分析[D]. 刘磊. 西南交通大学, 2020(07)
- [7]曲轴扭振引发的某乘用车加速异响试验研究与改进[D]. 邢维者. 华南理工大学, 2020(02)
- [8]柴油机曲轴系统弯纵扭耦合振动研究[D]. 龚云轩. 哈尔滨工程大学, 2020(05)
- [9]基于AVL-Excite PU的三缸汽油机扭振与平衡特性研究[D]. 张晋新. 天津大学, 2019(01)
- [10]某新型发动机曲轴疲劳强度分析与强化工艺改进研究[D]. 皇甫长明. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
标签:曲轴论文; 模态分析论文; 曲轴弯曲疲劳试验机论文; 振动试验论文; 仿真软件论文;