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摩托车发动机振动特性分析与研究
| 论文题名： | 摩托车发动机振动特性分析与研究 |
| 关键词： | 摩托车;发动机;振动;振源;动力学仿真 |
| 摘要： | 随着人们生活水平的不断提高以及摩托车保有量的增加，人们对摩托车结构性能提出了越来越高的要求。摩托车的振动问题是影响操纵稳定性、乘坐舒适性、行驶安全性和零部件可靠性等的重要因素。因此，摩托车的振动问题日益引起了人们的关注。 计算机辅助分析方法为研究摩托车结构的静动态特性解决摩托车的振动问题提供了强有力的手段。本文的主要研究内容如下： 本研究使用Pro/Engineer软件对大阳90摩托车发动机的曲柄连杆总成进行实体测绘造型，算出了各个关键零件的质量、质心位置等采用实验方法较难获取的物理量，然后采用三种方法对该机构的振源进行计算分析，并对比其结果。第一种方法是根据公式计算得到了惯性力随曲柄转角的变化规律。第二种是采用Pro/Engineer自带的机构仿真模块(MECHANISM)计算出该机构几乎所有的动力学参数随曲柄转角的变化规律，其中包括曲轴对主轴承的冲击力。第三种是通过数学物理建模，然后在Matlab/Simulink当中求解也可以得到曲轴对主轴承的冲击力随曲轴转角的变化规律。 三种方法在理论上各有不足之处，传统方法认为，机构的振源主要来自于惯性力，实际上，连杆在摆动时，自身还会产生一个力偶，该力偶通常被忽略不计。此处会造成误差。此外，连杆的质量简化需要采用称重法获取质心位置，也会产生误差。本文借助3D造型软件计算实体参数，可将该误差降到最小。Simulink方法避开了连杆质量简化这一步骤并且计入了连杆自身力偶对机构运动的影响，从理论上说，它比传统方法更加严谨。但是上述两种方法都需要在一个违背基本力学规律的假设下进行：即假设曲轴始终无条件的做匀速旋转，这不符合牛顿力学定律。考虑到如果把连杆简化成二质量系统，总其转动惯量就必须改变。Pro/Engineer的仿真方法解决了这个问题，为了使曲轴匀速旋转，曲柄连杆机构在仿真过程中需要外加伺服电机的驱动，这在实际工作中是并不存在。所以说，三种方法在理论上虽各有缺陷，但总体上可以互相补偿。 在实验研究方面，本研究较侧重于试验数据的后处理工作，由于实验设备如传感器、电荷放大器和数据采集卡之间兼容性较差，以及车辆振动信号自身的特点，采样数据精度较低，需要对其进行仔细的筛选、滤波、归零等优化处理，而为了要得到更有价值的振动学参数，则需要采用计算机编程根据相关公式对优化后的实验数据进行专业分析，这个工作则是利用了Matlab强大的数学运算功能和数据处理功能。 |
| 作者： | 白鹏飞 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 陈传举 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河南科技大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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