基于多物理場耦合的柴油機仿真模型研究與聲學性能優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、高強化柴油機是今后發(fā)動機行業(yè)發(fā)展的主流，而發(fā)動機強化后所出現(xiàn)的可靠性問題與振動噪聲問題也日益凸顯，解決這些問題成為內(nèi)燃機工作者面臨的重要責任。本文結(jié)合數(shù)字化仿真技術(shù)與試驗分析技術(shù)對多物理場耦合條件下的柴油機可靠性與NVH性能進行了深入地研究，取得了顯著的成果。
　　建立了柴油機結(jié)構(gòu)件與冷卻水套的流固耦合計算模型，采用沸騰傳熱模型詳細分析了柴油機在高熱負荷下的散熱性能，并以水套傳熱計算的結(jié)果為邊界條件計算了柴油機主要結(jié)構(gòu)件的溫度場與

2、應力場。在此基礎(chǔ)上，對發(fā)動機的冷卻水套進行了優(yōu)化設(shè)計，提高了冷卻系統(tǒng)的散熱性能，改善了結(jié)構(gòu)件的應力分布狀況。
　　對發(fā)動機曲軸在復雜耦合邊界條件下的疲勞強度性能進行了深入研究，建立了帶液力潤滑軸承模型的曲軸多體動力學耦合計算模型，通過對比不同軸承模型的計算結(jié)果證明了軸承熱力學性能對軸系動力學性能預測的重要性。以熱彈性液力潤滑軸承的曲軸多體動力學模型為基礎(chǔ)，研究了曲軸的動態(tài)應力分布與疲勞強度性能，結(jié)合曲軸疲勞強度試驗證明了曲軸數(shù)字化

3、分析模型在曲軸疲勞強度設(shè)計中的重要性。
　　首次將波束形成法應用于識別發(fā)動機噪聲源，大幅提高了噪聲源識別的效率與準確性。通過建立運動件多體動力學與液力潤滑軸承耦合的整機計算模型對發(fā)動機噪聲性能進行了預測，并對通過發(fā)動機振動與噪聲測量結(jié)果驗證了計算模型的可靠性。以噪聲預測結(jié)果為基礎(chǔ)，通過模態(tài)追蹤法、形貌優(yōu)化法對發(fā)動機主要結(jié)構(gòu)件的噪聲性能進行了改進設(shè)計，大幅降低了結(jié)構(gòu)件的輻射噪聲。
　　通過測量柴油機的缸內(nèi)燃燒狀態(tài)、表面振動加速