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刚柔耦合配气机构动力学仿真及整机数字化样机建立
| 论文题名： | 刚柔耦合配气机构动力学仿真及整机数字化样机建立 |
| 关键词： | 弹性变形;刚柔耦合;配气机构;动力学仿真;数字化样机技术;船舶柴油机 |
| 摘要： | 柴油机作为各种船舶的主动力推进装置及船用辅助发电机的原动机,占有绝对的主导地位。现代柴油机向着高功率密度、低污染、低排放、低噪声、高可靠性等方向发展,人们对柴油机性能的要求越来越高。配气机构作为柴油机主要运动机构之一,其主要功能是保证良好的换气过程。依据各个气缸的工作次序和工作过程,准确快速地开启和关闭进、排气门。配气机构设计的好坏直接关系到整个发动机的动力性能、经济性能、振动噪声、排放指标以及使用寿命。因此配气机构设计是柴油机研究中的一个热点问题,具有十分重要的意义。 本文应用虚拟样机技术,对6L21/31船用中速度柴油机进行研究。在Pro/E软件平台上,按照工程图纸建立配气机构三维实体模型,并按约束关系进行装配。然后通过Mechanism/Pro接口软件,将模型导入到ADAMS中,建立多刚体动力学模型,并进行仿真运行分析。在多刚体动力学基础上,通过ANSYS软件对配气机构的气门杆和挺杆进行柔性化处理。在ADAMS环境下,用柔性体替换原来的刚性体,建立刚柔耦合动力学模型。然后将将配气机构动力学计算结果与多刚体仿真结果和刚柔耦合仿真结果进行比较。在已建立曲柄连杆机构基础上,建立了6L21/31柴油机整机虚拟样机。分析比较后得出如下结论。 (1)仿真计算结果与动力学计算结果是吻合的,从而验证了所建立的柴油机虚拟样机模型的正确性。 (2)分析得出运动机构在实际工作过程中是存在弹性变形的,弹性变形对配气机构运行有一定的影响。考虑弹性变形的刚柔耦合仿真比多刚体仿真更接近机构运动的实际情况。 (3)通过设置柴油机转速和气门间隙等参数,对气门运动规律进行研究。分析表明气门间隙对气门运动规律的影响比柴油机转速对气门运动规律的影响更大。 虚拟样机技术作为新兴的计算机工程技术,有着广泛的应用前景。在各种复杂机械系统研发过程中,虚拟样机技术的应用将会越来越广泛,起的作用也将会越来越重要。 |
| 作者： | 张永斌 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 肖民 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏科技大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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