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基于ADAMS与ANSYS的船舶柴油机曲轴强度分析研究
| 论文题名： | 基于ADAMS与ANSYS的船舶柴油机曲轴强度分析研究 |
| 关键词： | 曲轴强度分析;船舶柴油机;多体动力学;有限元法;ADAMS软件;ANSYS软件 |
| 摘要： | 曲轴是柴油机中承受载荷最复杂的零部件,其动力学响应对柴油机工作的可靠性有着重要的影响。如何比较准确的得到危险载荷下曲轴应力分布,对曲轴结构的改进设计具有现实意义。多体动力学和有限元法的发展为精确分析曲轴动力学特性提供了有力的技术保证。 本课题运用多体动力学软件ADAMS和有限元分析软件ANSYS对船舶柴油机曲轴系统进行联合仿真,真实的模拟出曲轴工作过程中的应力分布情况。具体内容为: 1)本课题以6S50MC-C船用柴油机为研究对象,利用相关零件的参数,应用三维建模软件Pro/E建立柴油机整体模型。 2)将柴油机整体模型导入多体动力学软件ADAMS中,依据各个零部件之间的运动关系构建曲轴系统多刚体动力学模型。并对其进行动力学计算,验证模型的正确性。 3)将曲轴模型导入有限元软件ANSYS中,构建曲轴有限元模型。对曲轴进行模态分析,得到曲轴固有频率和模态振形,为后续曲轴仿真提供依据。同时,利用模态叠加原理,生成模态中性文件。为后续曲轴柔性化作准备。 4)将中性文件导入到ADAMS中,将曲轴转化为柔性体,建立曲轴系统刚柔耦合动力学模型。并对其进行动力学计算。 5)将动力学计算的结果加载到曲轴有限模型上,对曲轴进行较为精确的应力、变形分析。 6)模拟曲轴系统在单缸停缸工况下的工作过程,并运用ADAMS与ANSYS联合仿真的方法对该工况下的曲轴应力分布进行计算分析。 通过以上的工作以及对结果的分析可以得到,运用多体动力学与有限元法进行联合仿真,建立刚柔耦合曲轴系统模型进行动力学分析的方法,在省去了传统分析中对曲轴进行动态加载的复杂过程的同时,更真实的模拟了柴油机工作过程中的曲轴应力分布的实际情况。提高了对曲轴工作过程中动力学响应的分析精度,为船舶柴油机曲轴的结构分析和优化提供了有效的科学手段。 |
| 作者： | 陈荣 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 段树林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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