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《浙江大学》 2007年
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基于虚拟样机技术的发动机子系统设计方法研究

彭禹  
【摘要】: 本文以发动机子系统的零部件设计为研究对象,主要探讨虚拟样机技术在从事上述设计任务的过程中所发挥的作用。 将课题研究阶段的具体工作按照一个宏观体系逐层展开。对虚拟样机的功能展开全面的研究,并结合基金项目、工程项目等,将本文对虚拟样机功能的认识应用到研究工作中,制定技术流程。并在实践中检验本文设计方法的可行性与有效性。 本文在实践中总结,将虚拟样机的主要功能归纳为:①性能评估和预测工具;②优化设计开发平台;③辅助其他分析工具。本文将上述认识转化为设计方法,包括:动态优化方法、动态拓扑优化方法、动态轻量化设计方法、多轴疲劳寿命预测方法和动态平衡设计方法。与此同时,将上述各种方法应用于:动态特性分析、性能优化设计、轻量化设计、强度/寿命预测、平衡特性优化等诸多方面。对两个发动机主要的子系统——曲轴系和配气系展开应用研究,研究对象涉及:凸轮型线、气门摇臂支架、气缸体、曲轴及平衡重等。 在从事上述设计任务时,本文在以下几个方面进行了一些尝试性的创新研究工作: 1)针对气门弹簧动力学参数的获取方法展开讨论。基于非线性有限元方法分别对各个簧圈的刚度特性进行模拟; 2)提出“面向参数化样机的凸轮动态优化方法”。将虚拟样机的功能从单纯的预测或验证工具转变为动态优化设计工具; 3)提出一种以虚拟样机为基础,以拓扑优化为核心的动态拓扑优化设计方案。避免了只针对单一工作时刻进行零件拓扑优化设计的风险; 4)针对轻量化设计中的单工况静态条件导致的精度低和自动化程度低的问题,提出“基于虚拟样机的动态轻量化设计方法”作为解决方案; 5)在介绍轻量化设计的有限元模型的过程中,提出利用复合多点约束单元建立上述虚拟样机和有限元模型之间的对应关系; 6)针对零部件多轴疲劳分析过程中,载荷规律提取等若干问题,基于虚拟样机技术进行多轴疲劳寿命预测。该方法还可以作为采用工艺强化措施的依据; 7)针对多缸发动机曲轴平衡重设计中的一些问题,基于虚拟样机对曲轴平衡重进行动态优化设计;解决了平衡重设计的优化目标的选取问题。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:U464

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
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中国博士学位论文全文数据库 前7条
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【参考文献】
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【共引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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7 张红旗;王璐;;面向军事电子装备的数字化设计方法[A];制造业数字化技术——2006中国电子制造技术论坛论文集[C];2006年
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9 李琼磊;杨久宝;;基于ANSYS的隔膜泵曲轴的强度分析[A];科学发展与社会责任(A卷)——第五届沈阳科学学术年会文集[C];2008年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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9 童伟;整体耦合式消扭悬架系统原理及其运动学和动力学研究[D];华南理工大学;2010年
10 杨广雪;高速列车车轴旋转弯曲作用下微动疲劳损伤研究[D];北京交通大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张伟杰;高层建筑和高耸结构的简化动力分析[D];河南理工大学;2010年
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7 郑珊珊;带流量稳定器的先导式比例减压阀设计研究与特性分析[D];山东科技大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前2条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【二级引证文献】
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2 田辉;李慧琴;刘大典;杨薇薇;;大蒜播种机虚拟样机设计[J];农机化研究;2014年06期
3 郑康;郝志勇;王连生;刘功文;朱君亮;陶大源;;塑料缸盖罩透射及结构辐射噪声[J];浙江大学学报(工学版);2014年02期
4 刘功文;郝志勇;王连生;郑康;;柴油机凸轮轴径向振动动态特性优化[J];浙江大学学报(工学版);2014年05期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 林茂;廖宇兰;梁栋;冯活伦;罗洪峰;袁成宇;;虚拟样机技术在绿色制造中的应用[A];2009海峡两岸机械科技论坛论文集[C];2009年
5 林茂;廖宇兰;梁栋;冯活伦;罗洪峰;袁成宇;;虚拟样机技术在绿色制造中的应用[A];十三省区市机械工程学会第五届科技论坛论文集[C];2009年
6 贾荣珍;尧权;王行仁;;飞行仿真模型库及虚拟样机建模环境的研究[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(下册)[C];2002年
7 吴炳胜;方湄;李瑞涛;张民友;;基于相似理论的虚拟样机有效性的研究[A];面向制造业的自动化与信息化技术创新设计的基础技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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3 太平洋机电(集团)有限公司总裁 李培忠;增强自主创新力 推行数字化纺机[N];中国纺织报;2006年
4 本报记者 宋斌斌;多渠道创新技术 太平洋机电盯紧国际趋势[N];中国工业报;2006年
5 本报记者 刘幼萍;品质是尊严的起点[N];证券时报;2004年
6 江锡民朱新法;锡山“博士行” 不搞“走场秀”[N];新华日报;2008年
7 昆研;昆船:借“外力”搞科研[N];中国船舶报;2008年
8 王有佳;上海物流散货装备技术研究获重大突破[N];现代物流报;2008年
9 记者 姜春艳;航空航天专家研讨虚拟产品开发技术[N];中国航空报;2005年
10 任媛;智能化港口装备技术获突破[N];中国知识产权报;2008年
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6 杨永海;新型冲击式液压桩锤系统设计及仿真研究[D];吉林大学;2008年
7 颜兵兵;拱泥仿生机器人系统设计及其虚拟样机研究[D];哈尔滨理工大学;2008年
8 张峰;新型外动颚颚式破碎机理论分析与试验研究[D];北京科技大学;2006年
9 王清岩;基于虚拟样机技术的动压反馈式液动冲击器结构设计与动态仿真分析[D];吉林大学;2008年
10 秦斌;虚拟样机环境下的紧凑型回旋加速器物理设计[D];华中科技大学;2007年
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3 张海波;基于虚拟样机技术的自卸汽车作业稳定性研究[D];青岛大学;2006年
4 王紫超;基于虚拟样机技术的平行折线绳槽卷筒智能设计[D];武汉理工大学;2005年
5 黄宁;基于虚拟样机技术的小型甘蔗收获机行走系统的运动仿真分析[D];广西大学;2005年
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7 王挺;基于虚拟样机技术的钢丝帘布裁断机开发研究[D];华中科技大学;2006年
8 杨奎;梁加宽式液压支架的虚拟仿真设计[D];兰州理工大学;2009年
9 孙利峰;基于虚拟样机技术的矿用钻机仿真及优化[D];新疆大学;2006年
10 纪玉祥;基于虚拟样机技术的采煤机动力学仿真[D];太原理工大学;2006年
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