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《西北农林科技大学》 2006年
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内燃机曲柄连杆机构动力分析及优化设计

蒋立军  
【摘要】: 在内燃机设计中,气缸内气体压力和零件惯性力引起的活塞侧压力及机体干扰力是首先要考虑的问题。如果这些动态力过大,将使机构间摩擦力增大,加剧了零件磨损程度并引起内燃机震动,降低了内燃机效率和车辆的舒适性。 本文在曲柄连杆机构理论分析的基础上,利用多体动力学理论,Matlab程序设计语言、三维造型软件Pro/E及动力学分析软件ADAMS对内燃机曲柄连杆机构的动力学问题进行了编程计算和虚拟样机仿真模拟分析。并以S195柴油机为研究对象,对额定工况下S195柴油机的示功图和曲柄连杆机构的动力学公式进行了编程计算,绘制出机构动态力随曲轴转角的变化曲线。然后在Pro/E中建立S195柴油机曲柄连杆机构的虚拟样机模型,导入ADAMS中进行动力学分析,绘制出虚拟样机模型中各连接位置处动力仿真结果曲线。 通过动力学仿真结果的分析,发现曲柄连杆机构偏心距及曲轴质心位置对机构中的动态力有较大影响。在此基础上对S195柴油机曲柄连杆机构进行优化设计,优化后的机构中活塞对气缸壁侧压力最大值降低35%,往复惯性力最大值可降低22%。 模拟研究还发现,质量替换法由于忽略了连杆惯性力的影响,该方法计算得到的机构动态力存在较大误差,不能代表真实情况。最后对曲柄连杆机构有限元分析进行了尝试,提出了ANSYS与ADAMS结合对曲柄连杆机构进行多柔体动力学分析和零件的动力学有限元分析。 通过本文的研究,展示了一种简捷、高效的机械设计分析手段,对今后同类型的研究乃至更大规模的仿真分析积累了一些经验。
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TK403

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 柯常忠;空压机气阀运动分析及其结构参数优化研究[D];武汉理工大学;2008年
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前6条
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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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9 王鹏;李明海;;基于虚拟样机的柴油机主轴径轴承动力学特性研究[A];第三届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2007年
10 李明海;王鹏;;基于虚拟样机的机车柴油机动力学性能研究[A];第三届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨陈;低噪声轻量化单缸柴油机的虚拟设计技术研究[D];浙江大学;2009年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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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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中国博士学位论文全文数据库 前6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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中国博士学位论文全文数据库 前3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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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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1 孟凯;振动冲击夯曲柄连杆机构的减振设计[J];建筑机械;1998年01期
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7 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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中国重要报纸全文数据库 前8条
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6 李志敏;基于振动分析的内燃机主轴承状态监测与故障诊断方法研究[D];大连理工大学;2001年
7 李一民;曲轴及正时系动力学特性对发动机NVH性能影响研究[D];浙江大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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3 龚兴明;170F发动机的曲柄连杆机构优化降低割草机振动的研究[D];天津大学;2011年
4 贺安江;参数化仿真在机构可靠性分析中的应用[D];北京工业大学;2013年
5 姚金宇;基于LS-DYNA软件的曲柄连杆机构动力学仿真[D];哈尔滨工程大学;2011年
6 刘先一;4105型柴油机曲柄连杆机构的多体动力学仿真分析[D];大连海事大学;2013年
7 李燊;曲柄连杆机构动平衡测试的实现及数据处理[D];重庆大学;2003年
8 马豫超;摩托车发动机曲柄连杆机构动平衡测试及数据处理的研究[D];重庆大学;2002年
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10 刘建;曲柄连杆机构总成动平衡试验装置的改进设计与研究[D];重庆大学;2010年
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