內(nèi)燃機(jī)曲軸彎扭耦合非線性振動(dòng)分析.pdf

1、內(nèi)燃機(jī)曲軸由于應(yīng)用范圍廣泛，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能繁多，所以振動(dòng)形式多樣，并且具有多種耦合振動(dòng)形式，很容易引發(fā)多種振動(dòng)問(wèn)題，產(chǎn)生系統(tǒng)軸系的損壞、工作不穩(wěn)定以及工作噪聲等問(wèn)題。目前關(guān)于內(nèi)燃機(jī)曲軸的研究主要集中于軸的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)—縱向耦合振動(dòng)，形成了比較完備的理論分析、數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的體系。由于曲軸的彎曲振動(dòng)數(shù)學(xué)模型比較復(fù)雜并且具有非線性的性質(zhì)，現(xiàn)有的研究主要集中于建立數(shù)學(xué)模型，采用數(shù)值模擬的方法對(duì)其進(jìn)行分析，著眼于其非線性動(dòng)力學(xué)方面的

2、理論基礎(chǔ)研究還是比較少。因此，建立曲軸彎—扭耦合振動(dòng)的數(shù)學(xué)模型，并且運(yùn)用非線性動(dòng)力學(xué)方法對(duì)其進(jìn)行理論研究就顯得尤為重要。針對(duì)這一問(wèn)題，本文的研究?jī)?nèi)容有以下幾個(gè)方面：
　　 (1)依據(jù)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)和達(dá)朗貝爾原理，沿用已有曲軸單曲柄圓盤非對(duì)稱轉(zhuǎn)子彎-扭耦合振動(dòng)模型，充分考慮剛度不對(duì)稱和質(zhì)量不平衡，并且加入線性油膜力影響，建立數(shù)學(xué)模型，使其更加接近于實(shí)際。觀察數(shù)學(xué)方程具有非線性，建立適于多尺度法計(jì)算的非線性動(dòng)力學(xué)方程。
　　 (

3、2)充分考慮了實(shí)際情況，利用非線性動(dòng)力學(xué)多尺度法對(duì)曲軸的彎—扭耦合振動(dòng)分別討論兩種情形，即非參激振動(dòng)與參激振動(dòng)。對(duì)于非參激振動(dòng)，重點(diǎn)分析彎曲振動(dòng)頻率和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)頻率之間的關(guān)系。對(duì)于參激振動(dòng)，還加入了軸的自轉(zhuǎn)頻率與振動(dòng)固有頻率之間的關(guān)系。推導(dǎo)出各種情況之下的平均方程。
　　 (3)分析理論計(jì)算結(jié)果，依據(jù)羅芝—胡爾維茲判據(jù)判定解的穩(wěn)定性，并且與數(shù)值計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，達(dá)到了較好的吻合效果。根據(jù)理論推導(dǎo)結(jié)果，分析振動(dòng)的振幅隨偏心矩和剛度各