一、发动机曲轴动力学仿真研究（论文文献综述）
刘玉[1]（2020）在《三缸内燃式空气压缩机动力学仿真研究》文中认为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。
刘磊[2]（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》文中提出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。
张晋新[3]（2019）在《基于AVL-Excite PU的三缸汽油机扭振与平衡特性研究》文中研究说明我国的《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[4]（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》文中提出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。
张磊[5]（2019）在《不同平衡率对曲轴强度及整机振动影响研究》文中认为随着环保法规日益严苛,发动机不断朝着轻量化、低能耗、低排放、低噪声以及高可靠性的方向发展。由于发动机工作过程的周期性和机件运动的周期性,曲柄连杆机构运转中所产生的旋转惯性力、往复惯性力以及输出扭矩呈现周期性的变化,因此发动机具有良好的平衡性,对降低整机振动与噪声极其重要。由于机体与曲轴并非刚性体,曲柄连杆机构的往复惯性力以及旋转惯性力产生的曲轴内弯矩会使曲轴在工作过程中产生一个周期性的弯曲变形,既增加了曲轴轴承的载荷,又会引起发动机的剧烈振动,不同平衡方案的曲轴对整机振动影响差异较大。因此,研究不同平衡率方案曲轴对曲轴系统动力学性能与振动的影响,优化设计曲轴,对降低整机振动,提高内燃机可靠性与耐久性具有重要意义[1-2]。以某非道路高压共轨四缸柴油机为研究对象,系统分析了不同平衡率与不同平衡重结构的四个曲轴方案的平衡性;通过机体与曲轴模态试验与模态仿真,验证了曲轴与机体有限元模型的准确性;基于柔性多体动力学与弹性流体动力润滑理论,建立了轴系多体动力学仿真模型,研究了曲轴不同平衡率对额定转速工况下主轴承载荷、主轴承润滑、曲轴强度及整机振动的影响,并进行了整机表面振动响应测试。主要研究内容与结果如下:（1）不同平衡率曲轴平衡性分析基于力矩平衡率计算原理,对不同平衡率的四块平衡重与八块平衡重的曲轴进行了内平衡分析,结果表明:不同平衡重数与不同平衡率曲轴均能实现曲轴静平衡和动平衡,其中100%平衡率的八平衡重曲轴内弯矩最小,重量最重,50%平衡率的四平衡重曲轴内弯矩值最大,重量最轻。（2）机体与曲轴模态参数分析通过机体、曲轴模态试验分析不同阶次下的固有频率和模态振型,将计算模态与试验模态对比,结果表明:机体和曲轴计算模态与试验模态误差在5%以内,验证了机体和曲轴有限元模型的准确性。对不同方案曲轴进行计算模态对比,结果表明随着平衡率增加,曲轴质量增加,一阶固有频率下降。（3）不同平衡率曲轴主轴承载荷与主轴承润滑特性分析在额定转速工况下,随着平衡率增加,在第一、第三、第五主轴承受力峰值增大,各主轴承平均负荷变小,冲击系数增大,不同曲轴方案下第一主轴承冲击系数分别为6.66、6.82、9.15、9.15;随着平衡率增加,各主轴承最大轴承弯矩增大,第一、第三、第五主轴承平均弯矩减小。在额定转速工况下,不同平衡率曲轴各主轴承均处于流体动力润滑状态;随着平衡率增加,第一、第三、第四、第五主轴承膜厚比增大,最大油膜压力与粗糙粗糙接触压力增大;50%平衡率曲轴在第五主轴承出现了较高的接触压力峰值;随着平衡率增加,第一、第五主轴承轴心轨迹偏心率减小。（4）不同平衡率曲轴疲劳强度分析在额定转速工况下,随着平衡率增加,曲轴各圆角处最大应力值增大,最大应力值为284.1MPa,出现在四平衡重100%平衡率曲轴曲柄销圆角处;相同平衡率下,八平衡重曲轴圆角最大应力值减小;随着平衡率增加,曲轴圆角疲劳安全系数降低,不同曲轴方案下第八曲柄臂曲柄销圆角最小安全系数分别为1.93、2.01、1.7、1.77;相同平衡率下,八平衡重方案安全系数增大,最小安全系数为1.7,出现在四平衡重100%平衡率曲柄销圆角处。（5）不同平衡率曲轴下整机振动分析在额定转速工况,发动机各关注点振动情况显示,随着平衡率增加,机体裙部及油底壳关注点的不同谐次下振动加速度峰值减小,机体上各关注点的振动速度级降低,气缸盖罩和油底壳在低频段下振动速度级降低。倍频程中心频率为500Hz、1000Hz、2000Hz下发动机表面振动速度级结果表明,随着平衡率增加,机体振动速度级降低,倍频程中心频率为500Hz气缸盖罩和油底壳振动速度级增大,倍频程中心频率为1000Hz、2000Hz气缸盖罩和油底壳振动速度级降低;相同平衡率下,倍频程中心频率为2000Hz八平衡重方案整机振动速度级降低。
倪晨[6]（2019）在《退役发动机曲轴缺陷涡流/磁记忆检测与寿命预测研究》文中研究说明为了解决近年来环境污染和资源消耗对制造业发展的制约问题,通过再制造将现有资源最大化利用,是实现资源节约和环境友好的有效途径。我国的再制造事业相对国外起步较晚但发展很快,重大机械装备关键零部件的再制造具有广阔的应用前景。对再制造毛坯的质量控制是保障再制造产品可靠性的关键。再制造质量控制包括失效分析、无损检测和寿命评估三个方面。因此,以明确零部件宏观失效形式和服役条件下缺陷演化规律的失效分析为基础,以先进的无损检测技术为手段,来发展面向再制造的高效、准确的寿命评估方法,是值得深入研究的重要课题。本文以大型柴油机曲轴为研究对象,分析其不同服役工况下的疲劳失效缺陷形式,采用涡流检测方法和金属磁记忆检测方法,分别对曲轴表面裂纹和应力集中疲劳损伤进行无损检测;在此基础上,研究基于疲劳缺陷和无损检测结果的寿命预测方法,用于退役曲轴剩余寿命评估。主要研究工作包括:（1）运用发动机原理、多刚体动力学、刚柔耦合系统分析方法,在动力学分析软件ADAMS中建立了曲轴系刚柔耦合动力学模型并进行仿真,得到曲轴每个连杆轴颈的工作载荷曲线,为疲劳分析提供载荷数据。根据曲轴服役条件,利用有限元软件ABAQUS建立了12个工况下曲轴静力学有限元模型并分析,得到曲轴应力分布和变形情况,主轴颈和连杆轴颈的圆角部位应力较大,为检测工艺设计提供依据。（2）基于材料学、电磁学和涡流检测原理,利用多物理场仿真软件COMSOL Multiphysics建立了涡流检测的有限元模型并进行仿真,研究了激励频率、探头提离距离等检测参数对检测信号的影响规律,为检测工艺参数的选择提供了依据。对含裂纹构件的涡流检测进行了建模与仿真,探索了裂纹深度与涡流检测信号的关系,为涡流检测判别疲劳裂纹提供了依据。在设计曲轴涡流检测方案的基础上,对某型号退役曲轴进行了涡流检测和信号分析,提出判别曲轴表面裂纹的方法并以磁粉检测的结果进行验证。（3）基于材料学、断裂力学、电磁学和金属磁记忆检测原理,对标准式样进行了疲劳试验过程中的磁记忆检测,在研究疲劳过程中磁记忆信号变化规律的基础上提取了漏磁场强度法向分量的梯度作为磁记忆特征信号,并进一步分析了磁记忆特征信号与应力分布、裂纹萌生和裂纹扩展的关系,总结了磁记忆特征信号与疲劳阶段和裂纹状态的相关规律,为磁记忆检测判别应力集中区域和表征损伤状态提供了基础和依据。在设计曲轴磁记忆检测方案的基础上,对某型号退役曲轴进行了磁记忆检测和信号分析,提出了判别曲轴应力集中区域的方法,证明了与涡流检测结果的一致性及磁记忆检测结果的可靠性。（4）在对曲轴进行失效分析和涡流、磁记忆检测的基础上,利用疲劳分析软件nCode DesignLife建立曲轴疲劳分析模型并计算初始寿命,为剩余寿命评估提供参照。基于涡流检测结果,提出了一种与裂纹深度相关的裂纹扩展寿命预测方法并进行了试验验证;基于磁记忆检测结果,提出了一种利用磁记忆特征信号表征的损伤模型与归一化寿命之间关系的剩余寿命预测方法并进行了试验验证。所提出的基于涡流检测和磁记忆检测结果的寿命预测方法为曲轴再制造提供了依据和指导。本文将无损检测与寿命评估结合,研究了大型曲轴宏微观缺陷、电磁检测信号特征和剩余寿命三者之间的关联关系,建立了退役发动机曲轴缺陷无损检测方法及其剩余寿命预测方法,在此基础上搭建了大型曲轴涡流和磁记忆检测的无损检测平台,用于面向再制造的退役曲轴无损检测和基于检测结果的寿命预测。研究结果对于发展机械装备再制造工程中的无损检测和寿命评估理论和技术具有重要的学术意义和实用价值。
李播博[7]（2018）在《某重型牵引车动力学特性与疲劳可靠性及稳健性优化研究》文中进行了进一步梳理重型牵引车作为重要的交通运输设备,在物流、建筑及运输等各行各业得到广泛的应用。随着生产制造技术和用户需求的不断提高,重型牵引车日益向更高负荷、更高效率、更高可靠性和高速轻量化的趋势发展,以满足各项性能要求,确保系统安全可靠的运行。重型牵引车作为衡量一个国家陆路交通运输能力发达与否的主要指标之一,其结构设计性能直接反映了国家制造水平的高低。如何快速有效的开发出性能优异、竞争性强、安全可靠、结构轻量的新产品,俨然成为摆在汽车研发人员面前的重要问题。现有的车辆系统设计方法主要有实车实验设计、虚拟样机技术、集中参数数学模型及有限单元法。实验测试方法虽能准确有效地反映车辆系统中各部位的动响应,并通过疲劳加速实验预测结构的疲劳寿命,但该方法需要耗费大量的人力、物力和财力,较长的实验测试周期已不能满足当前高效的设计需求。虚拟样机技术是一门综合多学科的技术,核心内容是建立实体模型、力学模型和模拟分析,可以非常方便的对机械系统进行静力学、运动学和动力学分析,能有效的提高产品的设计周期,但虚拟样机模型不能直接用于车辆系统的疲劳损伤分析和轻量化研究。集中参数数学模型是对研究对象的高度抽象,具有研究方法多样、研究成本较为低廉、研究周期短等优点。但该方法的研究结果受模型的简化程度、模型参数的选择等因素影响较大。有限元仿真分析技术是一种强大的数值计算方法,能有效的模拟非常庞大复杂模型的动力学特性,其仿真模型和动响应结果可直接用于结构的疲劳损伤研究和优化设计。有限元分析技术已广泛地应用在各国的工程实际中,另外,在新产品的研发设计中发挥着举足轻重的作用。因此,本文以某重型牵引车为研究对象,考虑悬架、驾驶室、油箱、负载等部件对系统的影响,采用子结构建模方法,建立了整车系统的动力学仿真模型。通过重型牵引车整车实验测试手段,获得了整车系统的典型道路载荷谱。基于模态综合法和瞬态动力学分析方法,研究了整车系统的固有特性和动力学特性。基于整车系统的动响应结果,采用多轴随机疲劳寿命分析方法,以轴头载荷功率谱密度为输入,研究了整车系统的累积疲劳损伤和可靠性。最后,以重型牵引车车架危险部位的累积疲劳损伤值为望目质量特性指标,基于稳健性优化方法对重型牵引车结构进行稳健性和轻量化设计,提高了整车系统的抗干扰能力。开展的主要工作如下:（1）针对某重型牵引车整车结构,采用子结构建模方法建立了完整的重型牵引车整车缩减动力学仿真模型。基于模态综合法和模态分析方法,对比了采用子结构方法和传统建模方法建立的整车系统的固有特性。另外,针对重型牵引车系统制定了详细的实验测试方案,采用实车结构进行了典型路面的道路实验测试,获得了具有代表性的激励载荷谱,为整车系统动力学特性分析、疲劳损伤分析及结构稳健性优化奠定了基础。（2）基于重型牵引车整车缩减动力学仿真模型,采用模态综合法和瞬态动力学分析方法,研究了整车系统的动力学特性。讨论了阻尼和模态截断数等因素对系统动力学响应的影响。将仿真获得的系统动响应结果与实验测试结果进行对比,验证了本文提出的基于子结构建模方法建立的重型牵引车整车缩减动力学仿真模型的有效性和动力学分析方法的正确性,也为系统参数的选择提供了重要的依据。（3）针对发动机曲轴,建立了简化的弹性盘柔性轴转子系统动力学分析模型,利用模态综合法求解了转子系统的固有特性;采用短轴承近似理论得到滑动轴承油膜压力分布,并将计算获得的轴承对转子系统的油膜反力作用于弹性转子系统中,分析了滑动轴承转子系统的非线性动力学特性,讨论了圆盘偏置量和转速对转子系统动力学特性的影响,为研究曲轴转子的动力学特性奠定了一定的基础;另外,针对某重型牵引车系统中的电瓶部件,建立了相应的动力学仿真模型,采用瞬态动力学分析方法,研究了该结构的固有特性和动力学响应,并与实验测试结果进行对比验证。（4）以某重型牵引车整车系统为研究对象,采用多轴随机疲劳寿命分析方法,以测试信号频域功率谱密度为输入激励,研究了整车系统的累积疲劳损伤特性。讨论了自重因素、载荷相关性因素对累积疲劳损伤的影响以及不同评测位置对评价系统疲劳寿命的影响。根据系统易损部位的概率寿命,应用系统可靠性建模方法,建立了多部位损伤结构的概率寿命预测模型,获得了整车系统在不同寿命下的可靠度及指定可靠度下的确定性寿命。（5）针对重型牵引车车架结构,考虑由制造误差导致的尺寸波动、材料性能的差异以及驾驶员驾驶行为的差异等因素对结构累积疲劳损伤的影响,采用系统稳健性优化方法,对整车车架结构进行了稳健性优化设计,优化后的车架结构提高了一定的抗干扰能力,且实现了结构的轻量化。
曹虎[8]（2018）在《全平衡往复式压缩机曲轴轴系动力学分析》文中指出随着我国海洋油气资源的不断开发,对海洋天然气集输用往复式压缩机提出了更高的要求,针对海洋大功率压缩机存在的大噪音、剧烈振动等问题,将全平衡往复式压缩机应用于海洋天然气集输。曲轴作为往复式压缩机核心构件,其结构影响着压缩机的尺寸及质量,甚至影响到压缩机运行的可靠性及寿命。全平衡往复式压缩机曲轴结构为对称式结构,不同于传统对置式结构和V型结构,气缸和活塞左右对称布置在两侧,相邻气缸在同一轴线上,具有结构及机构上的平衡优势。本文围绕海洋大功率全平衡往复式压缩机曲轴轴系进行研究,对其运动机理、平衡特性、模态特性、动力响应等进行了系统的研究,为曲轴轴系的进一步设计和研发提供依据和技术指导。首先,根据海洋大功率压缩机的工作要求和设计参数,对全平衡压缩机的平衡方案进行了设计。对全平衡曲轴轴系进行了运动分析,从静平衡、动平衡和机构平衡方面论证全平衡对称式曲轴的特点,并与对置式和V型曲轴结构进行对比分析。分析结果表明全平衡对称式曲轴可通过自身结构平衡运动产生的惯性力及力矩,因此全平衡压缩机更具有平衡优势,更适宜于海洋天然气集输。其次,在ANSYS workbench中基于有限元基本理论,建立了曲轴的有限元模型,对全平衡对称式曲轴分别进行自由模态和约束模态分析,获得曲轴自由模态和约束模态频率和振型,得到两种模态频率及振型差距比较大。并在约束模态下,计算了不同油膜轴承正向刚度下的临界转速,得到临界转速随正向刚度的变化曲线。计算了曲轴的临界转速,得到曲轴在工作转速范围内不会发生共振。然后,在有限元分析软件ANSYS中对全平衡对称式曲轴进行有限元分析,通过响应分析求解,得到曲轴在一个周期内的应力及变形情况,并计算应力最大区域的静强度和疲劳强度安全系数,得到曲轴设计合格并满足使用要求。最后,建立曲轴连杆机构的三维模型,在ANSYS中将刚性曲轴进行柔性化处理,导入仿真软件ADAMS中建立曲轴连杆机构的刚柔耦合动力学模型,并进行动力仿真分析,得到主轴颈和曲柄销等在一个周期内的载荷变化,为进一步的强度分析提供依据。通过以上研究,能够为压缩机的进一步优化设计,提供一定的理论依据和参考。
张召振[9]（2017）在《基于发动机曲轴系的磁流变液扭振减振器研究》文中认为发动机曲轴系零件损坏的一大主因是曲轴扭转振动,对这种曲轴扭振切实可行的减振办法是在曲轴自由端加装阻尼扭振减振器。曲轴上常用的定阻尼扭振减振器只能对某一谐次曲轴扭振有明显减振作用。阻尼比是减振器减振效果的决定因素之一,因此研究阻尼比可调的磁流变液扭振减振器能够实现对曲轴系多个谐次扭振均有效减振的目的。主要内容包括:1.将发动机曲轴系简化成集中参数模型,理论上计算曲轴系的扭振特性（包括固有频率、振型等）;作为研究发动机曲轴系扭振特性的理论基础。2.运用Catia、HyperMesh、Adams建立发动机曲轴系的刚-柔耦合模型,分析发动机曲轴系的扭振特性;研究扭振减振器的减振机理及减振器惯量比、定调比、阻尼比对减振效果的影响;探究油液减振器中阻尼液粘度与减振器阻尼比的关系,设计针对曲轴系谐次扭振振幅最大的定阻尼扭振减振器。3.研究分析磁流变液的磁流变特性、工作模式、阻尼力关系,通过试验测出选用的MRF-250型磁流变液的工作特性曲线,根据曲轴系扭振特性及阻尼扭振减振器设计原理设计出针对各主要谐次的磁流变液扭振减振器;在Adams中分别对原发动机曲轴系统、加装定阻尼扭振减振器的耦合系统、加装磁流变液扭振减振器的耦合系统进行多体动力学仿真分析,得到它们各自的扭振特性曲线。系统多体动力学仿真结果表明相比于原曲轴系,定阻尼扭振减振器仅可降低单一谐次（6谐次）的曲轴扭振,将共振振幅从0.3809°降至0.2561°（降低32.76%）,对于7.5谐次及9谐次的减振效果并不明显（仅降低15.44%和14.37%）;而磁流变液扭振减振器不仅使曲轴系的6谐次扭振振幅从0.3809°降至0.2561°（减振32.76%）,而且将7.5谐次扭振振幅从0.1885°降至0.1192°（减振36.76%）和9谐次扭振振幅从0.1232°降至0.08627°（减振29.98%）。说明对于研究的磁流变液扭振减振器在发动机曲轴系各主要谐次扭振共都有良好的减振效果,更好地改善了发动机曲轴系的扭转振动特性。
黄兆雄[10]（2017）在《微小型转子发动机动力学特性研究与分析》文中研究表明随着对微小型动力系统装置的需求越来越旺盛,微小型转子发动机以其结构简单、体积小、应用广泛等特点逐渐得到人们的认可。微小型转子发动机作为动力推进系统的重要组成部分,其动力学特性的好坏对整个装置能否有良好的性能表现起着至关重要的作用。转子发动机高速运转时,各结构部件都承受着非常高的方向时刻变化的机械负荷。因此,对于转子发动机的动力学特性和振动特性的分析有助于更深刻的认识发动机的工作过程、更客观的评价发动机的性能,并为微小型转子发动机的改进和研发提供新的方法和理论依据。利用ADAMS虚拟样机软件建立转子发动机多刚体动力学仿真模型,仿真分析转子发动机主要运动部件的质心位移、角速度、角加速度变化曲线,并得到主要部件间的约束反力变化曲线和约束力大小。应用ANSYS有限元软件建立曲轴的柔性体模型,建立发动机刚柔耦合模型,并进行部件间约束反力分析。利用ANSYS有限元分析软件,对转子发动机主要部件进行自由模态和约束模态的分析,得到其固有频率和各阶模态振型。对转子发动机整机进行自由模态和约束模态的分析,得到其固有频率和各阶模态振型。对转子发动机的主要旋转部件进行了谐响应分析,得到其在简谐载荷作用下的位移量及应力与频率之间的关系。最后通过ADAMS软件建立转子发动机受迫振动模型,仿真分析转子发动机整机的受迫振动情况。通过以上对转子发动机整机及其部件较为系统的动力学特性分析,转子发动机运动部件运动规律符合设计要求,刚柔耦合多体模型比多刚体模型更符合发动机实际工作状况。振动分析得到对转子发动机振动影响较大的模态,得到特定部位的振动幅度与激励频率之间的关系。模态分析和谐响应分析得到其不同状态下的模态振型,并发现整机的振动过程中,曲轴输出端是振动较为活跃的部分,因此要增加曲轴的刚度和阻尼,减小曲轴振动和降低振动能量向传动机构及其他器械传递,达到减振降噪的目的。
二、发动机曲轴动力学仿真研究（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、发动机曲轴动力学仿真研究（论文提纲范文）
（1）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 |
（2）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 |
（3）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 |
（4）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 |
（5）不同平衡率对曲轴强度及整机振动影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 课题主要研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第二章 曲轴不同平衡率方案设计及有限元模型建立 |
| 2.1 平衡性分析 |
| 2.1.1 曲柄连杆机构运动学分析 |
| 2.1.2 直列四缸发动机曲轴外平衡分析 |
| 2.1.3 直列四缸发动机曲轴内平衡分析 |
| 2.2 整机有限元网格模型建立 |
| 2.2.1 整机有限元模型网格划分 |
| 2.2.2 有限元模型模态缩减 |
| 2.3 模态试验及有限元模型验证 |
| 2.3.1 曲轴模态分析 |
| 2.3.2 机体模态分析 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 不同平衡率曲轴多体动力学仿真分析 |
| 3.1 柔性多体动力学理论 |
| 3.2 弹性流体动力润滑理论 |
| 3.3 动力学模型建立 |
| 3.3.1 部件连接处理 |
| 3.3.2 边界输入条件 |
| 3.4 不同平衡率曲轴主轴承载荷分析 |
| 3.4.1 不同平衡率曲轴主轴承受力分析 |
| 3.4.2 不同平衡率曲轴主轴承弯矩分析 |
| 3.5 不同平衡率曲轴主轴承润滑分析 |
| 3.5.1 最小油膜厚度 |
| 3.5.2 油膜压力 |
| 3.5.3 摩擦损失 |
| 3.6 不同平衡率曲轴轴心轨迹分析 |
| 3.7 小结 |
| 第四章 不同平衡率曲轴疲劳强度分析 |
| 4.1 不同平衡率曲轴应力分析 |
| 4.1.1 曲轴应力分析模型及圆角子模型 |
| 4.1.2 基于动力学的曲轴应力分析 |
| 4.1.3 不同平衡率曲轴动态应力分析 |
| 4.2 不同平衡率曲轴疲劳强度分析 |
| 4.2.1 疲劳分析简介 |
| 4.2.2 基于单位载荷法疲劳强度分析 |
| 4.2.3 不同平衡率曲轴疲劳安全系数 |
| 4.3 小结 |
| 第五章 不同平衡率曲轴对整机振动影响 |
| 5.1 振动信号处理技术 |
| 5.2 不同平衡率曲轴对整机振动影响 |
| 5.3 发动机振动响应试验 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文工作总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 攻读硕士学位期间参与项目及发表论文 |
（6）退役发动机曲轴缺陷涡流/磁记忆检测与寿命预测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景概述 |
| 1.2 课题国内外研究现状 |
| 1.2.1 曲轴的疲劳分析及寿命预测研究现状 |
| 1.2.2 涡流检测和磁记忆检测的研究现状 |
| 1.2.3 基于磁记忆检测的寿命评估研究现状 |
| 1.3 研究目的和意义 |
| 1.4 研究内容 |
| 第2章 曲轴受力状况与失效形式分析 |
| 2.1 曲轴失效形式与基础受力分析 |
| 2.1.1 曲轴失效形式概述 |
| 2.1.2 曲柄连杆机构受力分析 |
| 2.2 曲轴系多刚体动力学仿真 |
| 2.2.1 多刚体系统动力学仿真概述 |
| 2.2.2 基于ADAMS的曲轴系多刚体动力学模型建立 |
| 2.2.3 曲轴系多刚体动力学仿真与结果分析 |
| 2.3 曲轴模态分析 |
| 2.3.1 基于Hyperworks的曲轴模态分析方法与建模 |
| 2.3.2 曲轴模态分析结果 |
| 2.4 曲轴系刚柔耦合动力学仿真 |
| 2.4.1 柔体系统动力学仿真概述 |
| 2.4.2 基于ADAMS的曲轴系刚柔耦合动力学模型建立 |
| 2.4.3 曲轴系刚柔耦合动力学仿真与结果分析 |
| 2.5 曲轴静力学有限元分析 |
| 2.5.1 曲轴工作过程概述 |
| 2.5.2 基于ABAQUS的曲轴静力学有限元模型建立 |
| 2.5.3 曲轴应力分布有限元分析结果 |
| 2.5.4 曲轴变形有限元分析结果 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 曲轴表面裂纹的涡流检测研究 |
| 3.1 涡流检测的理论基础 |
| 3.1.1 涡流检测技术的基本原理 |
| 3.1.2 趋肤效应与提离效应 |
| 3.1.3 阻抗分析法 |
| 3.2 涡流效应仿真分析 |
| 3.2.1 电磁场有限元法基本理论 |
| 3.2.2 基于COMSOL Multiphysics的涡流检测有限元建模 |
| 3.2.3 涡流检测仿真结果分析 |
| 3.3 含裂纹构件的涡流检测信号分析 |
| 3.3.1 含裂纹构件的涡流检测有限元建模与仿真分析 |
| 3.3.2 裂纹深度对涡流检测的影响 |
| 3.3.3 裂纹深度的涡流检测 |
| 3.4 曲轴的涡流检测实验 |
| 3.4.1 曲轴涡流检测方案设计 |
| 3.4.2 曲轴涡流检测装置和检测方法 |
| 3.4.3 曲轴涡流检测结果与分析 |
| 3.4.4 磁粉检测与涡流检测结果对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 曲轴应力集中的磁记忆检测研究 |
| 4.1 金属磁记忆检测技术的原理 |
| 4.1.1 金属磁记忆效应物理机理 |
| 4.1.2 应力与磁场的耦合关系 |
| 4.1.3 磁记忆检测的基本判别依据 |
| 4.2 疲劳过程中的磁记忆信号分析 |
| 4.2.1 疲劳裂纹扩展试验与磁记忆检测方法 |
| 4.2.2 试验结果与磁记忆信号H_p(y)规律分析 |
| 4.3 磁记忆特征信号规律研究 |
| 4.3.1 磁记忆特征信号提取 |
| 4.3.2 磁记忆特征信号与应力的关系 |
| 4.3.3 磁记忆特征信号与裂纹萌生的关系 |
| 4.3.4 磁记忆特征信号与裂纹扩展的关系 |
| 4.4 曲轴的磁记忆检测实验 |
| 4.4.1 曲轴磁记忆检测方案设计 |
| 4.4.2 曲轴磁记忆检测装置和检测方法 |
| 4.4.3 曲轴磁记忆检测结果与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于检测结果的曲轴疲劳寿命预测研究 |
| 5.1 基于动力学和有限元的曲轴初始疲劳寿命分析 |
| 5.1.1 疲劳和寿命问题概述 |
| 5.1.2 曲轴疲劳寿命分析方法 |
| 5.1.3 基于nCode DesignLife的曲轴疲劳分析模型建立 |
| 5.1.4 曲轴疲劳寿命计算与结果分析 |
| 5.2 基于涡流检测的疲劳裂纹扩展寿命预测方法 |
| 5.2.1 疲劳裂纹扩展基本理论与提出方法概述 |
| 5.2.2 裂纹尖端应力强度因子的有限元模拟 |
| 5.2.3 曲轴材料疲劳裂纹扩展试验 |
| 5.2.4 试样裂纹扩展寿命计算与分析 |
| 5.3 基于磁记忆检测的剩余寿命预测方法 |
| 5.3.1 磁记忆特征信号表征的损伤模型建立 |
| 5.3.2 基于损伤模型的剩余寿命预测方法及验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间获得与学位论文相关的科研成果 |
（7）某重型牵引车动力学特性与疲劳可靠性及稳健性优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 车辆系统建模技术研究现状 |
| 1.2.2 重型牵引车动力学特性研究现状 |
| 1.2.3 盘轴转子油膜非线性研究现状 |
| 1.2.4 系统多部位损伤疲劳可靠性研究现状 |
| 1.2.5 系统稳健性与轻量化设计研究现状 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 第2章 某重型牵引车动力学建模与实验设计 |
| 2.1 整车动力学仿真建模 |
| 2.2 实验测试方案设计 |
| 2.2.1 实验准备工作 |
| 2.2.2 道路实验 |
| 2.2.3 测试信号处理 |
| 2.3 仿真模型对比 |
| 2.3.1 子结构模态综合法 |
| 2.3.2 仿真模型固有频率对比 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 某重型牵引车整车动力学特性分析 |
| 3.1 整车系统固有特性研究 |
| 3.2 整车系统动力学特性分析 |
| 3.2.1 随机激励载荷谱 |
| 3.2.2 整车动力学特性 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 某重型牵引车部件动力学特性分析 |
| 4.1 曲轴部件模型的简化 |
| 4.2 基于曲轴简化的弹性盘-柔性轴系统动力学特性分析 |
| 4.2.1 弹性盘-柔性轴转子系统建模 |
| 4.2.2 弹性转子系统运动微分方程 |
| 4.2.3 弹性转子系统动力学特性分析 |
| 4.3 滑动轴承转子系统非线性动力学特性分析 |
| 4.3.1 非线性滑动轴承建模 |
| 4.3.2 滑动轴承转子系统运动微分方程 |
| 4.3.3 滑动轴承转子系统非线性动力学特性分析 |
| 4.4 电瓶部件动力学特性分析 |
| 4.4.1 电瓶部件建模 |
| 4.4.2 激励载荷谱 |
| 4.4.3 动力学特性分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 整车系统的疲劳损伤及影响因素研究 |
| 5.1 随机疲劳分析方法 |
| 5.1.1 时域疲劳寿命分析方法 |
| 5.1.2 频域疲劳寿命分析方法 |
| 5.1.3 时频域疲劳寿命分析方法对比 |
| 5.2 基于功率谱密度的随机疲劳分析 |
| 5.2.1 随机信号功率谱密度 |
| 5.2.2 功率谱密度矩阵 |
| 5.2.3 材料参数 |
| 5.2.4 疲劳损伤影响因素研究 |
| 5.3 整车车架系统可靠性分析 |
| 5.3.1 整车疲劳损伤样本 |
| 5.3.2 单部位损伤概率寿命预测 |
| 5.3.3 多部位损伤概率寿命预测 |
| 5.3.4 车架系统B10寿命评估 |
| 5.3.5 可靠性影响因素分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 某重型牵引车车架结构的稳健性优化研究 |
| 6.1 整车车架系统设计的优化方法 |
| 6.1.1 DFSS设计方法 |
| 6.1.2 田口稳健性优化设计方法 |
| 6.2 整车车架系统的参数设计 |
| 6.2.1 某6×4牵引车车架系统优化设计 |
| 6.2.2 优化参数设计 |
| 6.3 整车车架系统优化 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 论文工作结论 |
| 7.2 论文的创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表论文和科研情况 |
| 作者简介 |
（8）全平衡往复式压缩机曲轴轴系动力学分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究背景 |
| 1.1.3 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 往复式压缩机的研究现状 |
| 1.2.2 曲轴轴系的研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及论文框架 |
| 第二章 全平衡往复式压缩机平衡分析 |
| 2.1 全平衡往复式压缩机曲轴轴系结构分析 |
| 2.1.1 往复式压缩机的设计参数 |
| 2.1.2 全平衡往复式压缩机曲轴的设计要求 |
| 2.1.3 全平衡往复式压缩机机构平衡方案设计 |
| 2.2 曲轴连杆机构平衡分析 |
| 2.2.1 全平衡对称式曲轴连杆机构运动学分析 |
| 2.2.2 全平衡对称式曲轴连杆机构平衡分析 |
| 2.2.3 对置式曲轴连杆机构平衡分析 |
| 2.2.4 V型曲轴连杆机构平衡分析 |
| 2.3 曲轴静平衡分析 |
| 2.4 曲轴动平衡分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 全平衡压缩机曲轴模态及临界转速分析 |
| 3.1 全平衡对称式曲轴模态分析 |
| 3.1.1 模态分析概述 |
| 3.1.2 全平衡对称式曲轴自由模态分析 |
| 3.1.3 全平衡对称式曲轴约束模态分析 |
| 3.2 全平衡对称式曲轴临界转速分析 |
| 3.2.1 临界转速概述 |
| 3.2.2 油膜轴承理论分析 |
| 3.2.3 临界转速的分析计算 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 全平衡曲轴有限元及强度分析 |
| 4.1 全平衡曲轴有限元分析 |
| 4.1.1 曲轴连杆机构作用力的分析 |
| 4.1.2 曲轴动力响应分析 |
| 4.2 强度分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 全平衡压缩机轴系瞬态动力学仿真分析 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 全平衡压缩机轴系三维模型的建立 |
| 5.3 全平衡压缩机轴系多刚体动力学分析 |
| 5.3.1 曲轴轴系模型的导入 |
| 5.3.2 定义属性及参数 |
| 5.3.3 创建运动约束 |
| 5.3.4 施加驱动及载荷 |
| 5.3.5 全平衡压缩机轴系多刚体动力学分析结果 |
| 5.4 全平衡压缩机轴系刚柔耦合动力学分析 |
| 5.4.1 曲轴柔性化处理 |
| 5.4.2 轴系的刚柔耦合模型 |
| 5.4.3 全平衡压缩机轴系刚柔耦合动力学仿真结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）基于发动机曲轴系的磁流变液扭振减振器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 发动机曲轴系扭转振动研究现状 |
| 1.2.1 曲轴系扭振理论研究与发展 |
| 1.2.2 曲轴系扭振分析模型与计算方法 |
| 1.2.3 曲轴系扭振减振器的研究现状 |
| 1.3 磁流变液研究与应用现状 |
| 1.3.1 磁流变液研究与发展 |
| 1.3.2 磁流变液装置的应用与发展 |
| 1.4 本文主要内容 |
| 第二章 发动机曲轴系扭振模型理论研究 |
| 2.1 曲轴系集中参数模型简化 |
| 2.2 曲轴系集中参数模型参数确定 |
| 2.2.1 曲轴系模型的转动惯量 |
| 2.2.2 曲轴系模型的扭转刚度 |
| 2.2.3 曲轴系模型的阻尼因素 |
| 2.3 曲轴系扭转振动理论计算 |
| 2.3.1 自由振动分析 |
| 2.3.2 临界转速计算 |
| 2.3.3 强迫振动分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 发动机曲轴系多体模型建立及分析 |
| 3.1 有限元法与多体系统动力学仿真 |
| 3.1.1 有限元法概述及软件介绍 |
| 3.1.2 多体系统动力学仿真概述及软件介绍 |
| 3.2 发动机曲轴系实体模型的建立 |
| 3.2.1 曲轴系模型的建立及装配 |
| 3.2.2 曲轴系多刚体模型的建立 |
| 3.3 曲轴系刚-柔耦合模型的建立 |
| 3.3.1 曲轴柔性体中性mnf文件 |
| 3.3.2 曲轴系刚-柔耦合模型的生成 |
| 3.4 曲轴系曲轴自由模态分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 曲轴系定阻尼扭振减振器研究 |
| 4.1 发动机曲轴系阻尼扭振减振器研究 |
| 4.1.1 阻尼减振器与曲轴系耦合运动方程 |
| 4.1.2 阻尼扭振减振器惯量比与定调比的确定 |
| 4.1.3 阻尼扭振减振器最佳阻尼的确定 |
| 4.1.4 阻尼扭振减振器参数变化对扭转振动的影响 |
| 4.2 油液阻尼扭振减振器阻尼材料分析 |
| 4.3 发动机曲轴系多体系统动力学仿真分析 |
| 4.3.1 气缸爆发压力的理论分析 |
| 4.3.2 多体系统阻尼的施加 |
| 4.3.3 驱动创建及仿真分析 |
| 4.4 定阻尼扭振减振器设计与仿真分析 |
| 4.4.1 定阻尼扭振减振器的设计 |
| 4.4.2 定阻尼扭振减振器的仿真分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 磁流变液扭振减振器研究 |
| 5.1 磁流变液流变特性分析 |
| 5.2 磁流变液扭振减振器理论与研究 |
| 5.2.1 磁流变液的励磁理论 |
| 5.2.2 磁流变液扭振减振器工作模式及阻尼分析 |
| 5.3 磁流变液扭振减振器的设计与仿真分析 |
| 5.3.1 磁流变液扭振减振器的设计 |
| 5.3.2 磁流变液扭振减振器仿真分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 硕士期间发表的学术论文与研究成果 |
（10）微小型转子发动机动力学特性研究与分析（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 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第2章 基于ADAMS多刚体动力学仿真分析 |
| 2.1 微小型转子发动机工作原理 |
| 2.1.1 转子发动机的基本构造 |
| 2.1.2 转子发动机的工作原理 |
| 2.2 多刚体动力学基础 |
| 2.2.1 多刚体动力学的发展与应用 |
| 2.2.2 多刚体动力学的研究方法 |
| 2.2.3 多刚体动力学的理论基础 |
| 2.2.4 ADAMS/View软件介绍 |
| 2.3 基于ADAMS的动力学仿真 |
| 2.3.1 发动机虚拟样机模型的建立 |
| 2.3.2 运动学参数仿真分析 |
| 2.3.3 力学特性仿真分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 刚柔耦合多体动力学仿真分析 |
| 3.1 刚柔耦合基本理论 |
| 3.1.1 柔性体基本理论 |
| 3.1.2 柔性体的运动微分方程 |
| 3.1.3 ADAMS中模型柔性化的方法 |
| 3.2 刚柔耦合建模 |
| 3.3 刚柔耦合力学特性仿真分析 |
| 3.4 本章小节 |
| 第4章 转子发动机固有振动特性分析 |
| 4.1 固有特性分析的基本原理 |
| 4.1.1 模态分析的有限元基本原理 |
| 4.1.2 模态分析求解方法 |
| 4.1.3 ANSYS模态分析简介 |
| 4.2 发动机机体模态分析 |
| 4.2.1 关键结构部件模态分析 |
| 4.2.2 发动机整机模态分析 |
| 4.3 转子发动机关键部件的谐响应分析 |
| 4.4 振动特性分析 |
| 4.4.1 基于ADAMS的振动分析方法 |
| 4.4.2 模态分析的类型及原理 |
| 4.4.3 转子发动机虚拟样机振动分析方法 |
| 4.4.4 受迫振动系统模型的建立 |
| 4.4.5 受迫振动仿真结果分析 |
| 4.5 本章小节 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
四、发动机曲轴动力学仿真研究（论文参考文献）
- [1]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)
- [2]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)
- [3]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)
- [4]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)
- [5]不同平衡率对曲轴强度及整机振动影响研究[D]. 张磊. 昆明理工大学, 2019(04)
- [6]退役发动机曲轴缺陷涡流/磁记忆检测与寿命预测研究[D]. 倪晨. 武汉理工大学, 2019(07)
- [7]某重型牵引车动力学特性与疲劳可靠性及稳健性优化研究[D]. 李播博. 东北大学, 2018
- [8]全平衡往复式压缩机曲轴轴系动力学分析[D]. 曹虎. 中国石油大学(华东), 2018(07)
- [9]基于发动机曲轴系的磁流变液扭振减振器研究[D]. 张召振. 江苏大学, 2017(01)
- [10]微小型转子发动机动力学特性研究与分析[D]. 黄兆雄. 北京理工大学, 2017(03)
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