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原文传递发动机薄壁件结构研究

论文题名：	发动机薄壁件结构研究
关键词：	发动机;薄壁件;NVH性能;优化设计;整体结构;振动噪声
摘要：	发动机薄壁件是发动机正时罩、缸盖罩、机油盘等零部件的统称，这些零部件一般由钢板冲压而成，在某个方向的尺寸远小于其它两个方向的尺寸(一般小于1/10)，使得这个方向的刚度远小于其它两个方向，薄壁件的模态振型也因此主要出现在这个方向。薄壁件刚度与模态和振动水平有直接关系，在薄壁件质量一定的条件下，刚度越大，模态固有频率越高，并远离频率较低的发动机主要阶次激励，因此振动幅值越小。有研究成果表明发动机薄壁件辐射噪声约占发动机总体噪声的40％至60%，是发动机结构辐射噪声的主要声源之一。开展薄壁件结构优化设计，建立基于发动机NVH性能提升的设计准则和分析方法对于在设计开发阶段降低发动机整体振动噪声水平具有重要意义。　　在传统的薄壁件设计中一般采取提高结构刚度、增加结构阻尼以及改善连接条件等方法实现振动性能目标。本文以发动机正时罩、缸盖罩和机油盘三个薄壁件为对象，主要研究提高结构刚度的技术措施的有效性及其在设计过程中的应用。利用模态分析和振动分析两种数字化仿真分析相结合的方法，探讨薄壁件厚度、加强筋布置、零部件间连接与薄壁件结构刚度以及模态和振动之间的关系。研究发现增加薄壁件厚度、设置加强筋、改变加强筋的布置方式、采取阶梯截面等技术措施有助于提高薄壁件结构刚度、改善振动性能。　　本文以铃木G系列发动机为基础，实验验证了增加薄壁件厚度、米字筋、环状筋、阶梯截面等不同的薄壁件结构设计方案对于发动机NVH性能改善的作用。实验结果显示采取上述薄壁件结构形式的发动机的总体辐射噪声降低了0.8至2.5分贝，与仿真分析结论一致，证明了仿真分析结论的准确性。　　基于上述研究成果，本文总结了薄壁件设计方法，提出了高刚度薄壁件的设计准则，建立一套能够有效进行高结构刚度薄壁件筛选的工作流程；应用该流程于铃木G系列发动机改型设计中，取得了明显效果；获得了部分高刚度薄壁件结构，积累了薄壁件设计数据，丰富了企业数据库，可指导工程人员在发动机设计开发早期阶段设计出结构合理的薄壁件。
作者：	张磊
专业：	车辆工程
导师：	邓兆祥;周定陆
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文