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发动机及其装置的薄壁结构的优化设计
| 论文题名： | 发动机及其装置的薄壁结构的优化设计 |
| 关键词： | 发动机;有限元法;薄壁结构;辐射噪声;摩托车 |
| 摘要： | 噪声是一种环境污染.城市噪声的主要来源是车辆噪声,而发动机噪声又是车辆噪声的主要组成部分.目前,人们一直在发动机及其装置的减振和降噪方面进行了很多研究工作.控制发动机及其装置的辐射噪声已经成为了发动机行业和汽车行业的紧迫任务. 本文围绕发动机及其装置低噪声设计这一核心问题,结合现代设计方法从不同角度对发动机及其装置的辐射噪声控制措施进行了全面系统的理论分析和试验研究.动力机械的辐射噪声产生于结构表面振动,通过控制振动来控制其辐射噪声是机械工程师长期追求的目标.本文针对薄壁结构的特点及薄壁结构对辐射噪声的影响,结合企业工程项目提出了三类薄壁结构的低噪声改进设计研究. 基于现代设计理论和方法中的参数化实体建模技术和有限元分析技术,本文分别针对摩托车(ZS100车架总成)和发动机(YH465汽油机、YN4100QB柴油机)的薄壁结构特点分析研究并建立了一个完整的薄壁结构低噪声优化设计平台.其中包括薄壁结构三维实体模型的建立,三维有限元模型的建立,基于有限元模态分析结果的薄壁结构优化设计,以及最终优化方案的样机实测分析.本文提出了一套适用薄壁结构的几何模型简化原则,有效地解决了三维详细实体模型同三维有限元模型之间的转换问题.采用了试验模态方法来快速、有效地对有限元模型的正确性进行验证.尝试运用现代设计方法专门针对薄壁结构进行优化设计,并取得了显著的降噪效果. 依据本文提出的现代设计模式,分别对YN4100QB柴油机的油底壳,YH465汽油机的油底壳和ZS100车架总成分别进行了低噪声优化设计,使得样机试制成功,实验考核证实了这一设计模式的可行性和可靠性.整个薄壁结构低噪声优化设计过程显示,上述现代设计模式大大降低了开发成本,缩短了开发周期,提高了产品的质量,解决了动力机械领域面临亟待解决的问题,对我国现代发动机及其装置结构设计具有重要的工程参考意义. |
| 作者： | 李小倩 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 舒歌群 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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