雪佛蘭350系列V8發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸系的模態(tài)分析.pdf

1、本文以雪佛蘭350系列的V8發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸、連桿及曲柄連桿機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象，對(duì)曲軸、連桿做了有限元模態(tài)分析，分別分析了其自由振動(dòng)特性以及在約束條件下的振動(dòng)特性。最后，進(jìn)一步的分析了該發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)在曲軸箱內(nèi)實(shí)際安裝情況下的振動(dòng)特性。
　　 文章開(kāi)頭部分概述了發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)的類型及其危害，特別強(qiáng)調(diào)了曲軸振動(dòng)對(duì)整機(jī)振動(dòng)的影響；緊接著概述了模態(tài)分析技術(shù)及其應(yīng)用、國(guó)內(nèi)外研究背景以及在內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用；并簡(jiǎn)略的介紹了模態(tài)分析的理論，最后結(jié)合A

2、nsysWorkbench軟件介紹了有限元模態(tài)分析的步驟。網(wǎng)格劃分對(duì)有限元分析的結(jié)果有重要的影響，本文中也對(duì)網(wǎng)格單元以及網(wǎng)格劃分基本原則作了介紹。在本文核心部分，首先基于AnsysWorkbench的有限元方法，對(duì)曲軸進(jìn)行自由振動(dòng)分析，求出其自由模態(tài)與約束模態(tài)的前10階固有頻率和振型，為進(jìn)一步的動(dòng)力學(xué)分析以及扭振分析等奠定基礎(chǔ)；結(jié)尾部分對(duì)曲軸振動(dòng)特性的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了建議。其次，對(duì)連桿也進(jìn)行了自由模態(tài)分析和約束模態(tài)分析，分別求出前6階模態(tài)

3、。這一部分對(duì)連桿的分析加入了螺栓預(yù)緊力。最后，為進(jìn)一步的模擬實(shí)際的安裝情況，本文還對(duì)曲柄連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行了約束模態(tài)分析，求出前20階的固有頻率和振型，并加以分析。
　　 有限元模態(tài)分析表明，在低階固有頻率下，曲軸的振型主要表現(xiàn)為彎曲變形，變形最大的區(qū)域集中在各個(gè)平衡塊外端；而對(duì)連桿的模態(tài)分析則表明連桿在2200Hz及4500Hz左右，連桿的模態(tài)較集中，容易造成共振。在連桿的約束模態(tài)中可以看出，在振型圖中連桿體靠近連桿小頭部分變形嚴(yán)重