F168小汽油機機體振動分析.pdf

1、發(fā)動機在國民經濟中的應用十分廣泛，隨著人們對發(fā)動機振動噪聲要求的不斷提高，發(fā)動機的減振降噪工作研究也日益受到重視。 本文以F168小汽油機為研究對象，系統(tǒng)完整地闡述了發(fā)動機機體結構振動的計算機仿真分析過程。主要目的研究該發(fā)動機的機體振動機理，并提出相應的改進措施，降低發(fā)動機的機體振動，為企業(yè)進行發(fā)動機減振降噪，打破出口壁壘，提供參考和依據。同時，為發(fā)動機的機體振動研究分析提供一個可行、可靠的思路和方法。 發(fā)動機的結構相當

2、復雜，可以看成一個多自由度振動系統(tǒng)。對發(fā)動機整機結構進行模態(tài)分析可以得到主要階次模態(tài)參數(shù)，其中固有頻率和振型會對發(fā)動機振動和噪聲水平產生很大的影響，也是減振降噪工作的重點。通過分析該階振型，改變該階模態(tài)的固有頻率、阻尼、剛度、質量分配等，使結構的固有頻率遠離易振動的區(qū)域，從而達到減振降噪的目的。另外，發(fā)動機的模態(tài)分析不僅可以證實有限元模型的正確性，還為以后的結構修改提供可靠的依據。因此，發(fā)動機的模態(tài)分析是發(fā)動機的結構振動分析研究中不可或

3、缺的重要一環(huán)。 眾所周知，有限元法的原理是將結構離散為許多具有質心和剛度的單元。但發(fā)動機整機有限元模型的離散單元數(shù)量非常大，增加了計算量和計算時間，還受到計算機硬件的限制。對此，本文采用了結構動力學中的矩陣縮聚和矩陣恢復算法。通過矩陣凝聚，縮減計算自由度，使模型自由度從幾萬個減少到幾百個，節(jié)省了大量的分析時間，降低了對計算機硬件的要求。 從實踐可以知道，發(fā)動機的振動主要是由于氣體爆發(fā)壓力、活塞對缸套的敲擊，配氣機構、軸承

4、等運動件之間的機械碰撞所引起的，并通過缸蓋和活塞—連桿—曲軸—機體的途徑向外輻射噪聲。另外，為了更接近發(fā)動機的真實工況，本文還考慮了曲軸、止推軸承、油膜阻尼等因素的影響。因而，發(fā)動機的機體振動分析也是一個多體動力學的問題。本文將經典的有限元方法和多體動力學方法相結合，考慮結構之間的非線性因素，較為全面地分析了發(fā)動機整機的動態(tài)特性。 通過AVL/IMPRESS軟件平臺，本文主要求解了發(fā)動機的表面振動速度級，由此可以清楚直觀地了解發(fā)