內(nèi)燃機(jī)模塊結(jié)構(gòu)的動態(tài)設(shè)計



作者 俞明 黃容慶 羅雨濤



摘要 本文重要討論EQ6100汽油發(fā)動機(jī)模塊結(jié)構(gòu)動態(tài)設(shè)計的幾個主要步驟，模型的建立，結(jié)構(gòu)的動態(tài)響應(yīng)分析、優(yōu)化設(shè)計、振動和噪聲的控制。



關(guān)鍵字 發(fā)動機(jī)缸體 動態(tài)設(shè)計 ICE



導(dǎo)言

隨著汽車發(fā)動機(jī)向著更快的速度、更強(qiáng)的動力、更高的精度和可靠性發(fā)展，那些通過經(jīng)驗、類比和靜態(tài)設(shè)計等方法設(shè)計的發(fā)動機(jī)在品質(zhì)、使用壽命和性能上遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后與國際先進(jìn)技術(shù)。要改進(jìn)現(xiàn)在的這種設(shè)計方法，就必須要加入動態(tài)分析。在動態(tài)設(shè)計過程中，我們要充分考慮缸體受到的隨機(jī)載荷，以及發(fā)動機(jī)所實際承受到的由于振動所引起的附加載荷。隨著計算機(jī)技術(shù)，系統(tǒng)動力學(xué)分析的理論，優(yōu)化設(shè)計的發(fā)展，試驗?zāi)B(tài)分析技術(shù)的不斷改善，動態(tài)設(shè)計在國外已取得了很大成功。在我國，外動態(tài)設(shè)計盡管取得了很大的進(jìn)展，但仍然處于模仿國外設(shè)計步驟的階段。通過學(xué)習(xí)大型機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計的關(guān)鍵問題，適用的基本理論、方法和普通的缸體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)動態(tài)設(shè)計，建立大型機(jī)械系統(tǒng)的綜合動態(tài)設(shè)計理論與方法。它對國內(nèi)機(jī)械產(chǎn)品在改進(jìn)設(shè)計理念、設(shè)計水平和設(shè)計質(zhì)量方面具有很大的影響。通過解釋內(nèi)燃機(jī)模塊的幾個主要步驟給出了模塊結(jié)構(gòu)動態(tài)設(shè)計的基本方法和過程。



1塊模型設(shè)置

為了在設(shè)計的同時分析塊的動態(tài)特性，必須建立精確的、合理的模型。隨著有限元技術(shù)的發(fā)展，很方便的就能建立分析模型。這種塊是被一種小方形格覆蓋的板殼結(jié)構(gòu)，在它的兩邊有加強(qiáng)筋。為了應(yīng)對一定的影響，如潤滑油管，其部分結(jié)構(gòu)的層面有一個明顯的突變，增加一些法蘭和肋骨，用來抵抗拉伸，彎曲和扭曲。這些結(jié)構(gòu)可以被描述的梁單元。這種一面遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它兩個面的覆蓋結(jié)構(gòu)，是根據(jù)它受到的拉伸和彎曲應(yīng)力來描述的。這種結(jié)構(gòu)用梁、板、殼來描述有很大的差異，只能簡化為等效剛度，等效厚度和相當(dāng)?shù)貐^(qū)。根據(jù)上述思路，整個區(qū)塊結(jié)構(gòu)描述了梁，板單元。圖1給出了塊動態(tài)分析有限元模型。