內燃機模塊結構的動態(tài)設計



作者 俞明 黃容慶 羅雨濤



摘要 本文重要討論EQ6100汽油發(fā)動機模塊結構動態(tài)設計的幾個主要步驟，模型的建立，結構的動態(tài)響應分析、優(yōu)化設計、振動和噪聲的控制。



關鍵字 發(fā)動機缸體 動態(tài)設計 ICE



導言

隨著汽車發(fā)動機向著更快的速度、更強的動力、更高的精度和可靠性發(fā)展，那些通過經驗、類比和靜態(tài)設計等方法設計的發(fā)動機在品質、使用壽命和性能上遠遠落后與國際先進技術。要改進現在的這種設計方法，就必須要加入動態(tài)分析。在動態(tài)設計過程中，我們要充分考慮缸體受到的隨機載荷，以及發(fā)動機所實際承受到的由于振動所引起的附加載荷。隨著計算機技術，系統動力學分析的理論，優(yōu)化設計的發(fā)展，試驗模態(tài)分析技術的不斷改善，動態(tài)設計在國外已取得了很大成功。在我國，外動態(tài)設計盡管取得了很大的進展，但仍然處于模仿國外設計步驟的階段。通過學習大型機械系統動態(tài)設計的關鍵問題，適用的基本理論、方法和普通的缸體結構系統動態(tài)設計，建立大型機械系統的綜合動態(tài)設計理論與方法。它對國內機械產品在改進設計理念、設計水平和設計質量方面具有很大的影響。通過解釋內燃機模塊的幾個主要步驟給出了模塊結構動態(tài)設計的基本方法和過程。



1塊模型設置

為了在設計的同時分析塊的動態(tài)特性，必須建立精確的、合理的模型。隨著有限元技術的發(fā)展，很方便的就能建立分析模型。這種塊是被一種小方形格覆蓋的板殼結構，在它的兩邊有加強筋。為了應對一定的影響，如潤滑油管，其部分結構的層面有一個明顯的突變，增加一些法蘭和肋骨，用來抵抗拉伸，彎曲和扭曲。這些結構可以被描述的梁單元。這種一面遠遠大于其它兩個面的覆蓋結構，是根據它受到的拉伸和彎曲應力來描述的。這種結構用梁、板、殼來描述有很大的差異，只能簡化為等效剛度，等效厚度和相當地區(qū)。根據上述思路，整個區(qū)塊結構描述了梁，板單元。圖1給出了塊動態(tài)分析有限元模型。