494柴油機機體試驗模態(tài)分析與有限元仿真.pdf

1、機體支撐著發(fā)動機上的各機構(gòu)和各系統(tǒng)的主要零件，發(fā)動機高速運轉(zhuǎn)時，活塞連桿組運動，伴隨著很大的加、減速度，產(chǎn)生的慣性力不均勻，往復慣性力帶來機體的強烈振動，對機體的強度、剛度造成很大的影響，強烈振動時會導致機體以及發(fā)動機附件嚴重損壞。因此，機體結(jié)構(gòu)強度、剛度以及動態(tài)特性的研究工作是發(fā)動機設計中重要的工作和技術(shù)關(guān)鍵點。
　　 通過試驗模態(tài)和有限元仿真分析的方法，對494柴油機的機體進行了機體強度、剛度以及動態(tài)特性的研究與分析。

2、>　　 采用頻域識別法對機體進行了自由試驗模態(tài)分析。在機體表面布置了375個測點，并在計算機中建立了機體的網(wǎng)格模型，運用STAR5.0結(jié)構(gòu)動態(tài)分析軟件，對反映機體動態(tài)特性的0-2000Hz范圍內(nèi)的傳遞函數(shù)進行擬合，得到機體前11階固有頻率以及振型等模態(tài)參數(shù)，為驗證機體有限元模型以及機體結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供依據(jù)。
　　 通過ANSYS有限元分析軟件，對機體進行了計算模態(tài)分析和靜強度分析。在CATIA里建立并簡化了機體三維模型。運用Hyp

3、ermesh軟件，對模型進行了四面體網(wǎng)格劃分。在此基礎上，將模型導入到ANSYS有限元分析軟件中，對機體進行了有限元方法的自由模態(tài)分析，得到了機體的前六階振型以及固有頻率。采用頻率以及振型相關(guān)性分析，通過對試驗模態(tài)分析結(jié)果進行分析，驗證了所建立有限元模型的計算精度;在此基礎上，選取了第三缸做功最大爆發(fā)壓力時刻，對機體變形、應力等靜強度參數(shù)進行計算，分析了缸套、主軸承座和機體上表面的最大變形以及最大應力位置。
　　 對機體的自由模

4、態(tài)分析可以看出，機體的振型多為扭轉(zhuǎn)和彎曲變形，曲軸箱以及上缸體與下缸體的結(jié)合部位變形較大;對機體的靜強度計算結(jié)果進行分析，得出缸套、主軸承座以及機體上表面的應力和變形均在安全范圍之內(nèi)，強度良好。
　　 通過對結(jié)果的分析，對機體結(jié)構(gòu)提出了改進措施，分別從在機體底部加梯形框;改變加強筋的布置與尺寸，改變端面水孔的形狀等方法，對機體進行了改進和模態(tài)分析，分析表明:在機體底部加適當厚度的梯形框，能提高機體整體剛度，有效改善機體曲軸箱的振