基于试验与仿真分析的发动机运动件摩擦耦合动力学研究

发布时间：2021-06-14 00:53

　　随着现代发动机数字化仿真分析研究的不断深入,迫切需要解决发动机系统中的摩擦学特性与动力学特性耦合的问题,这也是发动机振动噪声控制研究水平不断提高的技术需求。本文对发动机系统中的摩擦学行为与动力学行为的耦合特性进行了开拓性的研究,采用有限元,非线性有限元和柔性多体动力学的方法建立了一个包含多种摩擦学特性的发动机数字化虚拟样机,为发动机动力学系统的评估分析和优化设计提供了可靠的数据平台。文章首先系统地分析了发动机中存在的各种摩擦学现象,将摩擦行为分为两个研究系统:油膜动力润滑摩擦系统和干摩擦系统。将弹性流体动力学和摩擦学理论引入多体动力学仿真技术中,提出了一种针对曲轴系统与油膜动力润滑摩擦耦合的联合仿真技术。以一台车用四缸柴油机为例建立了曲轴轴系与流体动力润滑主轴承耦合的发动机虚拟样机,系统地得到了发动机主轴承载荷、轴心轨迹以及油膜最小厚度等数据。通过分析发现发动机曲轴系统的油膜动力润滑摩擦行为会对系统的动力学特性产生较大的影响,使用流体润滑耦合的多体动力学系统进行仿真分析能更真实地反映发动机的实际工作状况。因此,在动力学建模和仿真计算时应该考虑系统中的油膜动力润滑摩擦行为。发动机在运行时... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：131 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

1EcE汽车(M1类)加速噪声限制随时间的变化

虚拟样机技术的开发与应用涉及许多关键技术与相关研究领域，如仿真分析技术、产品建模技术、可视化技术、模型校验和验证等.其核心是建模技术、仿真分析技术和可视化技术这三类技术以及他们之间的集成.图2.1给出了这三类技术在虚拟样机设计中的关系。

研究柔性多体系统，首先要选择合适的坐标系。浮动坐标法是目前应用最广的柔性多体系统动力学分析方法.在浮动坐标法中两套坐标用于描述柔性体的位形，一个描述物体的跟随坐标系，一个用于描述物体相对于物体跟随坐标系的弹性变形.如图2.3所示的柔体上某一点尸的相对惯性系的位置矢量可表示为164]:弓=尸+A厅(2一1)式中，尸一一动坐标系原点位置矢量;云一一尸点相对动坐标系的位置矢量;A一一坐标转换矩阵相对于变形体，P点可表示为:云=“。+u厂(2一2)式中，u。一一尸点没有变形时的相对位置矢量;u，一p点相对变形矢量.由此，可以得到变形体上任一点的位移为:弓=尸+A(u。+乓)(2一3)式中，S一形函数矩阵;外一弹性坐标矢量。图2.3柔性体浮动坐标系

【参考文献】：
期刊论文
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[3]计入油膜力作用的矿用发动机活塞-轴系系统性能研究[J]. 魏勇刚,孟凡明.  润滑与密封. 2006(06)
[4]虚拟样机技术的内涵及其在机械产品开发中的实现[J]. 李粤,张永波.  华南热带农业大学学报. 2006(01)
[5]曲轴系统动力学特性的数字化仿真与试验研究[J]. 郝志勇,林琼,段秀兵.  内燃机工程. 2006(01)
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[9]非线性金属丝网减振器的试验建模和参数辨识[J]. 薛春霞,樊文欣.  车辆与动力技术. 2004(04)
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硕士论文
[1]多频激励下干摩擦阻尼叶片的共振响应[D]. 孙艳红.天津大学 2004



本文编号：3228709