论文摘要
节能降耗、提高性能已经成为当今汽车、摩托车发展的一种必然趋势。重量减轻可以有效的降低能耗、改善整车的加速及制动性能、提高驾乘舒适性及安全性。采用轻量化材料实现汽车、摩托车零部件更新换代是实现这一目的有效途径,因此,材料代换理所当然地成为国内外学者所关注的研究课题。镁合金是最轻的商用金属结构材料,与现行的铝合金零部件相比,具有比重小、价格低、比强度高、阻尼减振性能突出等优点,用镁合金材料可以有效降低车辆自重及燃油消耗,降低车辆的振动和噪声,提高车辆加减速的动力学特性。现有发动机零部件结构都是针对钢和铝合金设计的,由于镁合金与钢、铝合金的机械性能差别较大,因此必须对原有结构材料的服役状态进行分析,以确保材料替代后的服役性能。为研究镁合金AZ91D材料替换铝合金A380材料后发动机曲轴箱盖在动力学性能方面的表现,分别对LC158FMI发动机的镁合金AZ91D材料和铝合金A380材料曲轴箱盖进行了有限元模态计算和试验模态分析,并探讨了镁合金发动机零部件结构优化设计的原则与方法。本文研究镁合金材料(AZ91D)替代铝合金材料(A380)后曲轴箱盖的动力学性能表现,运用锤击法分别对结构相同的镁合金和铝合金发动机曲轴箱盖进行了试验模态分析。研究表明:两种材料属性参数之间内在关系决定了两种材料曲轴箱盖的固有频率和振型较为接近;虽然镁合金材料具有良好阻尼减震性能,但镁合金曲轴箱盖刚性较低,在结构相同条件下其频响函数曲线整体上反而要略高于铝合金曲轴箱盖,存在结构优化的必要性。总体而论,在几何结构相似条件下两种材料固有频率和固有振型等模态参数的接近,有利于实际工程中两种材料的替换。