一、高速往复式内燃机平衡轴设计分析（论文文献综述）
刘玉[1]（2020）在《三缸内燃式空气压缩机动力学仿真研究》文中研究表明针对传统的内燃机驱动活塞式空气压缩机系统在工作过程中存在能量转化效率低的问题,本文设计了三缸内燃式空气压缩机原理方案,改进了传统的由内燃机驱动的活塞式空气压缩机组合系统的相关弊端,保留了传统内燃机技术成熟工作可靠等特点,设计形成了一种较容易实现产业化的新形式动力装备。三缸内燃式空气压缩机在单缸内燃式空气压缩机的基础上,并列放置了三组内燃式空气压缩机构,增大了机器的输出能力和运转平稳性。三缸内燃式空气压缩机可以在输出气体压力能和驱动内燃机附属系统工作的基础上额外提供一定的功率以带动机器外部的其他工作载荷。采用理论计算分析与仿真分析相结合的方法,研究得到了在不同油门开度和不同输出气压工况下空气压缩机可输出功率的变化情况,即当其他条件不变时,内燃式空压机可带动外载荷的功率随着油门开度的增大而增大,得到了一系列最佳工况点。基于虚拟样机技术建立了内燃式空气压缩机主体部分的动力学仿真模型,对其进行了动力学仿真分析,研究得到了特定工况下仿真模型运动特性和受力情况的数据,动力活塞的最大速度为8.1839m/s,最大加速度为1.7898m/s2,连杆大头端受力最大值为39.265kN,连杆小头端最大受力为39.132kN。对可输出功率的计算结果和仿真结果进行了误差分析。利用ANSYS Workbench,对曲轴进行了静力学分析和模态分析,在静力学分析中,得到了曲轴的应力变形等结果,最大应力为22.865MPa,强度符合要求;在模态分析中,得到了曲轴的模态参数及振型,曲轴模态振型的最低固有频率为1003.9Hz,有效避免了共振的发生。
黄福军[2]（2020）在《微小型自由活塞发动机理论与实验研究》文中研究说明近些年来随着科技的快速发展,各种微电子机械系统（Micro Electro-Mechanical Systems,MEMS）装置不断涌现,这些产品的能源供给方式主要来源于自身携带的可充电电池或一次性电池。而传统电池存在功率密度低、续航时间短、存在有毒物质等缺点,这严重影响了用户的日常体验,也成为限制MEMS发展的主要障碍之一。因而迫切需要研发高能量密度、高功率重量比、长续航的微型能源动力系统。碳氢燃料的能量密度普遍可达50MJ/kg,而且燃料补充迅速,因此基于碳氢燃料燃烧的微型能源动力系统是破解目前锂电池难题最具潜力的替代方案。本文采用基于气态碳氢燃料的微小型热机方案,对此进行了探究。选取双活塞式自由活塞发动机方案,该方案具有结构简单、运行频率适中等优点,可与直线发电机直接耦合,能有效提高发动机空间利用率,省去了中间传动装置,功-电转化效率高,活塞与气缸间摩损小,泄漏易于控制。采用双活塞式布局,使得发动机在单个运行周期内完成两次做功冲程,故系统功率密度较高。本文展开了基于微小型双活塞式自由活塞发动机的设计理论、样机研制和参数性能研究,论文包括的主要内容和取得的主要成果总结如下。论文第二章根据自由活塞发动机工作特点对其进行了动力学和热力学分析,分别分析了泄漏、散热、电磁、燃烧等模型。建立了自由活塞发动机控制体,对其进行了热力学第一定律的分析,并对气缸扫气模型进行了实验验证。对发动机支架系统进行了受力形变及振动分析,得出了最大形变量与支架尺寸的关系。论文第三章建立了自由活塞发动机零维设计仿真模型,该模型包括热力学和动力学模块,并考虑了传热、摩擦、电磁等对发动机运行特性的影响,在此基础上,研究了变参数下发动机的运行规律。分析了发动机支架受力形变情况,基于静力学和振动理论,采用有限元方法对支架系统进行了应力与模态分析,完成了支架的优化设计与加工。根据直线电机设计理论,分析确定了直线电机基本参数,完成了直线电机的加工并对该样机进行了倒拖实验,实验结果表明直线电机能够满足设计要求。根据微小型自由活塞发动机特点,提出了针对微小尺度自由活塞发动机的飞溅润滑策略,并通过实验验证了该润滑方法的可行性。完成了发动机其他主要零部件的设计研制,如气缸套筒、点火控制系统、连杆及其防自传装置。第四章建立了自由活塞发动机实验系统,开展了系统全面的实验研究。首先建立了第一代原理样机实验系统,该样机采用火花塞点火,工作方式为两冲程。对该样机进行实验探究发现,该发动机可以通过手动启动的方式进行启动并实现连续运行,然而由于点火系统以及进气阀控系统存在信号延迟,导致发动机运行性能较差。针对样机测试中暴露出的问题,对第一代样机进行了改进以及相关结构的优化。优化后的样机采用辉光塞点火,并耦合了设计的直线电机,整个自由活塞发动机系统功能更加完善。与改进前的样机相比,改进后的样机各方面性能得到了显着的提升。以改进后的样机为研究对象,探究了变参数下发动机基本运行特性,完成了发动机指示功率和指示热效率对外部参数变化的敏感性分析。探究了外部扰动（负载、气体流量）对发动机运行稳定性的影响,以及发动机压缩空气储能特性。在此基础上,为进一步减小样机尺寸,减轻重量,基于等比例缩放原则,对第一代样机进行了微型化设计,完成了第二代原理样机的研制,该样机单侧气缸排量为1.6cm3,采用辉光塞点火,工作介质为丁烷,是目前国际上已知的同类机型中尺寸最小的一款样机。首先对第二代样机基本运行特征进行了探究,在此基础上对第二代样机进行了热力学第一定律分析,定量得出了该样机各项损失占比,为后期样机的改进和性能提升指明了方向。最后基于获得的两代原理样机实验结果,完成了自由活塞发动机主要性能参数随尺度变化的敏感性分析。论文第五章在改进后的第一代原理样机台架上开展了燃料掺氢的实验研究,并进行了三维数值仿真。通过在主燃料中掺加一定体积分数的氢气（1%-5%）,旨在促进燃料在气缸内的充分燃烧,进而提高发动机性能和改善排放。实验中通过改变掺氢比例,获得了发动机的工作性能特征和缸内燃烧过程。实验结果表明,掺氢能够显着提高发动机行性能和改善排放。在此基础上开展了三维数值仿真,建立了自由活塞发动机气缸模型,研究了不同掺氢比对发动机缸内燃烧动力学特性的影响。通过数值分析结果与实验结果的对比,验证了实验中结论,揭示了发动机性能提高和排放改善的内在机理。
于涛[3]（2019）在《某大功率摩托车发动机曲轴设计分析》文中研究说明曲轴是摩托车发动机的核心运动部件,它与活塞、连杆组成曲柄滑块机构,将活塞直线往复运动转换为曲轴旋转运动。摩托车发动机曲轴以每分钟近万转的高速运转,机油温度高达150℃,在这种高速和高温的恶劣环境下工作,对曲轴的振动和强度要求更加严格,对曲轴的设计开发提出了更高的要求。本文结合某企业的发动机开发项目,对大功率摩托车发动机曲轴进行设计分析。曲轴结构不同程度上直接影响曲轴的振动特性、疲劳强度和整车的舒适性,因此确定曲轴的结构非常重要,关系到整个开发的进度和效果。根据摩托车曲轴结构特点、排量和功率扭矩近似的发动机曲轴结构与尺寸的统计资料和经验,确定曲轴的基本结构和相关的关键尺寸参数、材料、润滑方式等设计要素。曲轴机构是高速旋转和往复运动的复合运动部件,掌握曲轴机构运动规律和运动中的受力情况对设计分析至关重要。建立往复运动和旋转运动的运动学方程和运动力学方程,分析其运动规律和受力情况,得到曲轴受到不平衡惯性力的影响,然后深入研究分析不平衡惯性力类型和一阶不平衡惯性力,得出不同的动平衡和主倾角对一阶不平衡惯性力的大小和方向的影响。曲轴是整车的振动源,曲轴的振动直接影响整车振动水平。曲轴振动是由不平衡惯性力引起,所以曲轴的不平衡惯性力与整车振动密切相关。通过引入刚体打击中心理论建立曲轴的不平衡惯性力与整车振动关系,找到曲轴的动平衡和主倾角对整车振动的影响。再通过计算相应的曲轴动平衡和主倾角,找到对整车振动影响降到最小的状态。曲轴是发动机最重要的部件,它的性能优劣直接影响发动机的稳定性和寿命。利用ANSYS有限元软件对曲轴进行模态分析和强度分析,确保曲轴性能满足使用要求。首先使用三维软件CATIA建立曲轴机构三维模型。然后应用ANSYS有限元软件对曲轴结构的固有频率和振型进行模态计算分析,在设计上避免曲轴与发动机发生共振。通过样机模态试验验证计算模态的准确性,从而验证曲轴模型的准确性。再对曲轴进行强度分析,特别是对应力集中的主轴颈圆角的应力分析。然后对曲轴机构耐久性进行分析,并通过样机的耐久试验检验曲轴的耐久性。通过对摩托车发动机曲轴的设计分析和试验确认,在功率增大的情况下,曲轴结构满足曲轴的振动、强度和耐久性等设计要求。运用模拟检证与样机试验相结合等方法,提高大功率摩托车发动机曲轴设计能力和质量,减少重复工作量,缩短开发时间,降低开发成本,有效的完成曲轴的设计开发工作。
杨金鑫[4]（2019）在《掺氢对汽油转子机流场及燃烧过程影响的数值模拟研究》文中指出转子发动机作为内燃机的一种,有着体积小、质量轻、转速高及功重比大等优点,在增程式混合动力汽车等领域有着良好的应用前景。但转子机燃烧室狭长且面容比大导致其油耗与排放较高。氢气具有诸多优良物化特性,掺氢能够有效改善汽油转子机燃烧与排放性能。通过数值模拟揭示了转子机缸内流场特性,以及气道掺氢和直喷掺氢对缸内混合气形成过程,火焰传播过程及排放物生成与分布情况的影响规律,并对直喷掺氢喷射位置和喷射策略进行了优化。此外,还对复合进气下掺氢汽油转子机的性能开展了数值模拟研究。利用CONVERGE数值模拟软件,基于RNG k-ε湍流模型和耦合PRF化学动力学机理的SAGE燃烧模型,构建了气道喷射掺氢汽油转子机CFD模型。搭建了掺氢汽油转子机实验台架并开展试验研究,验证了CFD模型的准确性。台架试验结果显示,掺氢可以有效缩短汽油转子机火焰发展期和快速燃烧持续期,降低循环变动并提高有效热效率,还可以减少HC、CO和CO2排放。基于构建并验证了的CFD模型,通过数值模拟研究了气道喷射掺氢汽油转子机缸内流场特性,火焰传播过程和排放物生成与分布特性。研究结果表明,在压缩终了阶段,转子机缸内会形成与转子运动方向一致的主流流场,且掺氢体积分数越高主流流场的平均流速越快。同时,还发现在主流流场的中部存在着滚流涡团。受到主流流场的影响,向燃烧室尾端发展的火焰传播过程被抑制,且直到排气门打开时刻,燃烧室尾端的混合气也未参与燃烧,形成了未燃混合气死区。掺氢增加了燃烧过程中H、O和OH自由基生成,加快了燃烧进程,并在一定程度上促进了燃烧室尾端混合气的燃烧。氢气缸内直喷可以提高转子机的充量系数,通过数值模拟研究了氢气缸内直喷对汽油转子机缸内混合气形成、火焰传播及排放形成过程的影响。研究结果表明,氢气缸内直喷可以在火花塞及燃烧室尾端区域获得较高浓度的氢气分布。在直喷掺氢体积分数大于3%的条件下,火焰可以快速传播到整个燃烧室空间并消除尾端未燃混合气,解决了未燃混合气死区的问题,因此,获得了更佳的燃烧效果,与气道掺氢体积分数为6%的结果相比,直喷掺氢体积分数为4%、5%和6%条件下的缸内压力分别提高了59.6%,88.4%和90.6%。然而,在直喷掺氢体积分数高于4%的条件下,缸压升高过快导致负功增加,且混合气浓度过高导致已燃区中存在不完全燃烧产物。因此,控制分布在火花塞及燃烧室尾端区域氢气的浓度,是提高直喷掺氢转子机性能的关键。为了合理控制氢气缸内分布特性和浓度,通过数值模拟对氢气缸内直喷喷孔位置和喷射策略进行了优化。研究结果表明,将氢气喷孔设置在距离主轴50 mm且靠近火花塞一侧的气缸壁上,并以该位置的法线方向为喷射方向,氢气可以直接喷入到主流流场中的滚流涡团中。在涡团的作用下,加快了氢气的扩散,提高了混合气分布浓区的均质性并消除了过浓区域的存在,有效减少了燃烧过程中已燃区内的不完全燃烧产物。同时,在该氢气喷孔位置下,采用110 oCA BTDC的喷射时刻和40 oCA的喷射脉宽,可以获得更佳的燃烧效果和更低的排放。为了进一步提高直喷掺氢汽油转子机的性能,在优化后的氢气喷孔位置和喷射策略下,通过数值模拟研究了同时采用周边和端面进气的复合式进气方式对直喷掺氢汽油转子机性能的影响。研究结果表明,在复合进气条件下,周边进气气流占主导地位,加快了主流流场的形成,缸内平均流速升高,促进了向燃烧室前端发展的火焰传播。同时,进气口面积的增加,转子机的充量系数由端面进气下的0.886升高到复合进气下的0.955,缸内压力显着升高。此外,更高的缸内热氛围提高了混合气的完全燃烧程度,指示热效率也由端面进气下的27.5%升高到复合进气下的28.1%,排放性能也得到进一步改善。氢气的掺混可以有效提高汽油转子机的燃烧与排放性能,但通过气道掺氢难以解决转子机燃烧室尾端未燃混合气死区的问题。采用氢气缸内直喷并控制适当浓度的氢气分布在火花塞及燃烧室尾端区域,有效解决了转子机的死区问题。同时,通过优化直喷掺氢氢气喷孔位置和喷射策略,改善了直喷掺氢导致已燃区内存在未完全燃烧产物的问题,提高了汽油转子机燃烧与排放特性。此外,采用复合进气可以进一步提高直喷掺氢汽油转子机的性能。
安炀[5]（2019）在《三缸发动机的平衡研究及仿真软件开发》文中提出减少发动机的振动和噪声是汽车工程领域的一个主要研究课题,近年来为了响应社会对节能减排的号召,以及车企对成本的控制使得三缸发动机受到的关注越来越多。三缸发动机由于缸数较少,通常较其它多缸发动机的转速不均匀度更加明显,而且由于三缸机的结构特性使得三缸发动机的动力学不平衡特性明显,以及不当的设计和制造所带来的异常等问题都使得三缸发动机的抖动和噪声比较突出。本文以三缸发动机为研究对象,为了实现三缸发动机的减震降噪,主要做了以下工作:首先,本文对曲柄连杆机构进行建模分析,研究其运动学和动力学特性并推导出多缸发动机激励分析的数学方程式,然后对三缸机的振动特性进行了计算分析,发现三缸发动机的振源主要是曲柄连杆机构产生的往复惯性力矩和旋转惯性力矩,并通过加装配重和平衡轴来实现三缸发动机旋转惯性力矩和一阶往复惯性力矩的平衡。其次,三缸发动机平衡轴的传动方式也影响着发动机的振动和噪声,本文通过对比各种传动方式的特点,确定选用齿轮传动方式,并对齿轮传动的噪声机理进行了简要分析。通过试验得到含有橡胶衬套的减震齿轮的刚度和阻尼特性,并利用ADAMS软件建立三缸发动机的虚拟样机模型,研究在曲轴不同转速波动下含有橡胶衬套的减震齿轮和不含衬套的刚性齿轮对平衡轴转速波动和角加速度波动、齿轮副传动误差、以及齿轮副啮合力的影响。发现减振齿轮可以通过衰减齿轮的传动误差波动,进而减小齿轮副的啮合冲击以实现三缸发动机的减振降噪。最后,为了便于对三缸发动机不平衡振动特性和平衡轴传动系统的啮合特性进行仿真分析,快速制订平衡方案和缩短三缸发动机的研发周期,利用Matlab和ADAMS联合开发了一款用于三缸发动机不平衡特性和平衡轴传动系统仿真分析的软件。
王志晓[6]（2019）在《多对置大流量高压柱塞泵性能优化方法研究》文中指出多对置大流量高压柱塞泵采用多缸双边对称布置,多缸可以实现大流量,双边对称布置可以抵消曲轴受力,是柱塞泵族群的新型产品。由于没有可用的流量、扰力性能分析方法,因此产品经常出现流量压力不达标、振动噪声大等问题,严重影响了多对置柱塞泵的正常使用和市场竞争力。为解决上述问题,本文提出了流量、扰力性能分析方法和优化方法。基于提出的性能分析方法,开发多对置柱塞泵性能分析软件,能实现对多对置柱塞泵的流量、扰力性能的分析。本文具体研究内容如下:（1）多对置柱塞泵结构分析和模型建立。针对多对置柱塞泵的特殊结构,从结构和工作原理两方面对多对置柱塞泵进行了分析,结合该泵的结构特点,建立流量、扰力性能分析及优化的模型,并对文中出现的符号做了系统说明。（2）提出多对置柱塞泵流量分析方法和流量脉动优化方法。根据建立的模型,推导出流量的计算公式并分析流量脉动的原因。以3DW80/16柱塞泵为例,以流量不均匀系数最小为优化目标建立目标函数,选择曲柄长度R、连杆长度L、柱塞直径D为待优化结构参数,采用粒子群优化算法求解得到最优的结构参数组合,并分析优化前后流量脉动的差异。（3）提出多对置柱塞泵扰力分析方法和扰力平衡方法。根据建立的模型,推导出扰力的计算公式并对扰力进行仿真分析,对旋转扰力和往复扰力分别提出不同的平衡方法,并比较多对置柱塞泵扰力平衡前后的差异。（4）开发多对置柱塞泵性能分析软件。在前面提出的多对置柱塞泵性能分析方法基础上,使用MATLAB软件的GUIDE工具箱开发多对置柱塞泵流量、扰力性能分析仿真软件。
邹昌利[7]（2019）在《30A-2型星型往复压缩机曲轴轴系设计研究》文中研究指明随着国内制造业技术突飞猛进的高速发展,作为提高气体压力或输送气体的机械设备,压缩机被广泛应用于现代工业生产领域,人们对往复压缩机的性能要求也日益提高。在研发阶段控制整机的振动量级和噪声水平,已成为往复压缩机行业追求的重要目标。曲轴高速旋转产生的振动是引发压缩机机组共振的重要因素,轴系动力学特性不仅影响着曲轴的使用寿命,而且直接关系到机组的安全性、稳定性。本文以30A-2型星型往复压缩机为研究对象,在理论分析的基础上,采用多体系统动力学和有限元分析法,对星型压缩机曲轴轴系进行振动特性分析研究。主要内容包括:1、对曲柄连杆机构中各运动构件的运动规律进行理论分析,推导机构的运动学模型,确定主副连杆式曲柄连杆机构设计参数与曲柄转角α的函数关系。2、基于动力学理论,利用多体动力学分析软件ADAMS对30A-2星型压缩机主副连杆式曲柄连杆机构进行动力学分析,得到曲轴、连杆和活塞之间力学关系和机构有关的其它动力学参量,并生成轴系受力的动态载荷文件,为下一步有限元分析提供载荷边界条件。3、应用PRO/E软件建立星型压缩机曲轴轴系的实体仿真模型,以有限元理论为指导,应用ANSYS Workbench软件对曲轴轴系进行模态分析,计算曲轴轴系前10阶的模态振型和频率,根据轴系振动情况确定轴系的主要失效形式。此外对曲轴轴系进行瞬态动力学响应分析。通过动态响应结果验证该类型压缩机曲轴轴系有足够的抵抗疲劳破坏强度,从而证明该方法在解决星型往复式压缩机组轴系振动计算方面的有效性。4、基于30A-2型星型往复压缩机整个主副式曲轴连杆系统运动学和动力特性,提出6种普通的四星型压缩机不同的曲柄连杆机构设计方案,对各方案机构进行曲轴连杆的动力学分析和轴系振动特性分析,得到最优设计方案,目的是研究主副连杆式曲柄连杆机构布置方式对星型压缩机轴系的影响,这对于减小星型压缩机运动件的受力和保证曲轴轴系抗疲劳强度具有重要的意义。本文研究成果可以为星型往复压缩机组振动分析提供理论依据,以期为新型压缩机的设计和研发工作提供一些借鉴和参考。
霍文军[8]（2017）在《车用平衡轴热锻成形数值模拟及模具优化》文中认为随着我国经济的快速发展,汽车产业繁荣发展,汽车产量也持续增长。且随着国民生活水平的提高,对中高端汽车的需求量越来越大,所以对汽车零部件市场中高精度、高质量、形状复杂锻件的需求量也越来越大。平衡轴一般用在中高端汽车上,是汽车发动机的重要组成部分,发动机工作时的受力情况复杂多变,除了受自身旋转引起的惯性力、离心力之外,还承受交替变化的负载。随着现代科学技术的快速发展,汽车发动机要求噪声低,发动性能良好。发动机的震动源是曲轴转动产生的,曲轴的曲臂部位配有偏心块,但在曲轴旋转时它只能平衡旋转力矩,而无法平衡往复惯性力及其力矩,因此要采用专门的零件即平衡轴。平衡轴形状复杂较难成形,在热锻过程中通常会出现折叠、充不满、开裂等缺陷。本文以某一车用平衡轴为研究对象,结合平衡轴的形状及结构特点和生产实际对平衡轴进行工艺性分析,确定了预锻+终锻的成型工序,并提出合理的工艺链。针对两种模具模膛布局结构,通过DEFORM 3D软件模拟平衡轴的锻造成形过程,两种方案分别对金属坯料进行点追踪分析、等效应力对比分析和贴膜率对比分析,得到坯料在成形过程中的金属流动规律和坯料金属的填充率,确定平衡轴预锻和终锻的模腔布局方式和模具结构。且通过DEFORM 3D软件对平衡轴的数值模拟结果分析可知,终锻成形后的成形载荷和模具应力较大,主要问题是锻件的折叠缺陷。通过分析坯料金属在成形过程中的流动变形,得知锻件折叠缺陷的原因是平衡轴预锻模具结构不合理,平衡轴的加强肋底部拐角处形成金属汇流,导致此处产生金属折缝;平衡轴加强肋和平衡块的连接处金属流动不均产生凹坑。此外,平衡轴终锻载荷较大,使模具磨损严重,降低模具寿命。为解决平衡轴的锻件缺陷,采用响应面分析法对预锻模具结构参数进行优化。采用响应面法中的Box-Behnken设计法,设计变量为平衡块模腔拔模角度α1（A）、加强肋高度H（B）及加强肋单侧模腔拔模角度α2（C）,响应目标为平衡块与加强肋连接处的折叠角（R1）、加强肋拐角根部的折叠角（R2）。将DEFORM模拟数据进行方程拟合,得到响应曲面模型,并对该模型进行分析,使响应目标即折叠角度值最小,得到模具结构参数的最优组合,即因素A（平衡块模腔拔模角度）为10°,因素B（加强肋高度）为8mm、因素C（加强肋单侧模腔拔模角度）为145°。平衡轴终锻载荷较大导致模具磨损严重,为降低成形载荷,减少模具磨损,采用响应面中的Central Composite Design设计法对成形工艺参数进行优化。设计变量分别为坯料预热温度T1（A）、模具预热温度T2（B）及压力机下压速度V（C）,响应目标为终锻成形载荷（R1）和终锻下模模具磨损（R2）。同样的,对DEFORM模拟数据进行方程拟合,得到响应曲面模型,并对该模型进行分析,得到工艺参数的最优组合为因素A（坯料预热温度）为1200℃,因素B（模具预热温度）为294℃、因素C（压力机下压速度）为46mm/s。通过实际生产验证表明,通过模具结构和工艺参数的优化,能有效避免平衡轴的折叠缺陷,并且成形载荷和模具磨损得到显着降低。
许昆朋[9]（2016）在《三缸汽油发动机平衡策略研究》文中进行了进一步梳理三缸小型发动机在成本、重量、摩擦功（油耗）方面优势明显,因而三缸小排量汽油机的研发及应用已是现阶段汽油机发展的主流方向。然而三缸往复式内燃机由于系统固有的一阶、二阶力矩不平衡,在乘用车中用三缸机替换原四缸机,并维持原有的用户舒适性,为项目开发中的主要攻关点,其中尤以无平衡轴三缸机挑战最大。三缸汽油发动机平衡策略研究则是针对无平衡轴三缸机应用优化整车振动的至关重要的一环。本文通过建立三缸机平衡策略与整车驾驶舒适性关系,以CAE模拟分析与实验评估相结合的方式来确认平衡策略的实际选择,进而基于批量制造性及兼顾整车各配置匹配可能性决策了实施平衡策略的设计方案选择。本课题依托于某实际攻关项目,对三缸发动机平衡策略选择、优化、应用进行了较为全面的分析和研究,主要研究内容包括:采用Welch法,编制了三缸机缸压分析和求解的自动化程序。开展了三缸发动机对整机及整车振动噪声的影响规律研究,建立了一套综合且系统的振动噪声分析及评估方法。具体包括:在整机角度,利用CAE工具进行了转动惯量分析,载荷计算,动力总成弯曲模态分析,转速波动率计算等研究工作;在整车角度,借助数据采集设备,用怠速噪声右耳响应、怠速方向盘振动、怠速座椅振动及其他整车工况振动等指标建立了整车级的评估模式。制作了平衡方案的样件,配置到了整车上,并进行了实车振动数据测量和评估。在平衡策略方案产品化上,提出并建立了不平衡量稳健性校核方法,让设计中就考虑制造过程所会出现的变差,以确保在这些实际变差（如毛坯偏差、机加工变差等）的作用下,零件仍具有批量意义上的可被去重达到平衡量目标。为此引入一具有物理意义的极坐标体系,并把统计计算通过图形化的表征来形象地反映实际分布状态,从而指引设计优化方向。经过本文的研究和应用,已成功地为某三缸发动机选择了合适的平衡策略,并在优化产品设计上使原曲轴不平衡去重工位17%的废品率变成如今的接近于零废品率,每年约节省成本400万。
魏薇[10]（2016）在《基于虚拟仿真平台的柴油机机体低振动研究》文中研究说明内燃机作为车辆的主要振动噪声源,其振动噪声的控制已成为世界各国普遍关注的重要研究课题之一。机体是柴油机的主要承载部件,以及整机的主要振动源子系统,不仅影响到机体本身的振动特性,而且影响到与其相联的缸盖、油底壳及附属部件的振动状况,因此低振动机体结构的研究具有重要意义。同时,随着计算机技术与工程软件的快速发展及广泛应用,数值模拟逐渐成为解决复杂工程问题的有效手段,虚拟仿真技术在机体振动领域的应用,为其物理样机的虚拟低振动设计与激励载荷分析奠定了基础,有助于设计阶段辅助产品开发。论文以柴油机多体动力学模型建立、激励载荷预测、有限元模型建立、模态计算分析、振动特性预测和机体结构改进为主要研究内容,建立了柴油机“多体动力学-有限元法-结构优化”的虚拟仿真平台,实现了机体的低振动设计目标。全文的主要研究内容如下:基于Pro/E软件建立柴油机的装配体模型,依据装配体各组成结构的设计参数在ADAMS/Engine软件中建立柴油机整机虚拟样机模型,通过爆发压力载荷的施加与转速设置来模拟柴油机实际运行工况,计算获得了柴油机的主轴颈受力与活塞敲缸力,为后续的机体振动特性分析奠定基础。基于HYPERMESH软件建立机体的有限元计算模型,依据机体有限元模态计算结果与试验模态分析结果对比分析验证了机体计算模型的合理性,其机体模态振型预测有利于确定机体裙部是主要的刚度薄弱区域。同时通过合理地施加爆发压力、主轴颈力、活塞敲缸力,计算获得了机体的振动速度,为后续的机体低振动改进设计分析奠定基础。基于ABAQUS软件开展机体的拓扑优化设计,计算获得了机体结构材料分布,结合模态预测结果并依据机体计算云图确定改进设计的结构区域,通过机体振动预测计算分析获得改进前后的机体振动速度,结果表明改进后的机体振动速度有了明显减小,尤其机体裙部振动得到明显改善。基于ADAMS/Engine软件在柴油机多体动力学模型中加装平衡轴结构,计算获得曲柄连杆机构运动过程中产生的倾覆力矩,并以平衡轴设计变量作为优化倾覆力矩的基础,运用软件ADAMS/Insight模块分析获得倾覆力矩的最佳设计值,倾覆力矩改善前后影响因素分析对平衡轴的结构设计有重要意义,不仅实现了最佳倾覆力矩下的平衡轴结构设计,而且机体二阶往复惯性力得到了明显改善,也验证了平衡机构对机体振动控制具有良好的减振效果。
二、高速往复式内燃机平衡轴设计分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、高速往复式内燃机平衡轴设计分析（论文提纲范文）
（1）三缸内燃式空气压缩机动力学仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国内外压气机发展的现状 |
| 1.2.2 内燃式空气压缩机的研究现状 |
| 1.2.3 有限元分析的研究现状 |
| 1.3 主要研究内容和方法 |
| 1.3.1 利用Solid Works软件建立三维建模 |
| 1.3.2 对虚拟样机进行多刚体动力学仿真 |
| 1.3.3 对空气压缩机进行可输出功率分析 |
| 1.3.4 曲轴的有限元分析 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 三缸内燃式空气压缩机工作原理和机构分析 |
| 2.1 三缸内燃式空气压缩机的工作原理 |
| 2.2 基本设计方案和参数的确定 |
| 2.3 曲柄连杆机构的运动学模型的建立 |
| 2.3.1 活塞的运动分析 |
| 2.3.2 连杆的运动分析 |
| 2.4 曲柄连杆机构的动力学模型的建立 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 结构设计及三维实体模型的建立 |
| 3.1 活塞及连接杆部分结构设计及建模 |
| 3.1.1 导向滑块结构设计 |
| 3.1.2 压气活塞结构设计 |
| 3.1.3 连接杆结构设计 |
| 3.2 其他部分建模及整体装配 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 多工况可输出功率分析 |
| 4.1 各工况下可输出功率计算分析 |
| 4.2 可输出功率和油门开度的关系研究 |
| 4.3 不同输出气压下油门开度研究 |
| 4.3.1 可输出功率和油门开度的关系 |
| 4.3.2 无外载荷情况下的功率匹配研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 多刚体模型的建立与动力学仿真分析 |
| 5.1 多刚体方程求解过程 |
| 5.1.1 拉格朗日方程的一般形式 |
| 5.1.2 Adams中多刚体系统的动能 |
| 5.1.3 多刚体系统的动力学方程 |
| 5.2 多刚体模型的建立 |
| 5.2.1 模型导入 |
| 5.2.2 添加材料属性及约束 |
| 5.2.3 施加约束力和驱动力 |
| 5.3 运动特征分析 |
| 5.4 受力情况分析 |
| 5.5 可输出功率仿真误差计算 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 曲轴有限元分析 |
| 6.1 曲轴静力学分析 |
| 6.1.1 静力学分析的原理 |
| 6.1.2 分析前处理 |
| 6.1.3 应力应变位移结果分析 |
| 6.2 曲轴模态分析 |
| 6.2.1 曲轴自由模态分析 |
| 6.2.2 曲轴约束模态分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
（2）微小型自由活塞发动机理论与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 基于燃料燃烧的微型能源动力系统分类 |
| 1.2.1 微型热电系统 |
| 1.2.2 微型光电系统 |
| 1.2.3 微型热机系统 |
| 1.3 微型能源动力系统对比 |
| 1.4 课题研究目的及内容 |
| 第2章 FPLE系统设计理论 |
| 2.1 FPLE结构及工作原理 |
| 2.1.1 FPLE基本结构 |
| 2.1.2 两冲程发动机扫气形式 |
| 2.1.3 两冲程发动机换气特点 |
| 2.1.4 FPLE工作原理 |
| 2.2 FPLE动力学分析 |
| 2.2.1 FPLE活塞组件运动分析 |
| 2.2.2 燃烧室热力学分析 |
| 2.2.3 圆筒形直线电机受力分析 |
| 2.2.4 FPLE摩擦力分析 |
| 2.3 FPLE热平衡分析 |
| 2.3.1 能量总输入 |
| 2.3.2 扫气损失 |
| 2.3.3 指示功率 |
| 2.3.4 散热损失 |
| 2.3.5 机械摩擦损失 |
| 2.3.6 泄漏损失 |
| 2.3.7 排气焓 |
| 2.3.8 不完全燃烧损失 |
| 2.4 FPLE支架受力与振动分析 |
| 2.5 FPLE 气缸与活塞尺寸约束关系 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 FPLE设计分析与研制 |
| 3.1 微小尺度FPLE在设计时应考虑的因素 |
| 3.2 FPLE系统平台组成 |
| 3.3 FPLE动力学特性仿真分析 |
| 3.3.1 仿真结果及分析 |
| 3.4 扫气系统设计 |
| 3.4.1 活塞、气缸与气缸盖的选择 |
| 3.4.2 气缸套筒设计与加工 |
| 3.5 FPLE支架系统设计与优化 |
| 3.5.1 FPLE支架模型建立 |
| 3.5.2 有限元模型的网格处理 |
| 3.5.3 有限元模型的约束与加载 |
| 3.5.4 仿真工况 |
| 3.5.5 仿真结果 |
| 3.5.6 支架系统加工 |
| 3.6 FPLE连杆及其防自转装置 |
| 3.7 圆筒形单相永磁直线发电机设计 |
| 3.7.1 直线发电机结构和原理 |
| 3.7.2 直线发电机的分类 |
| 3.7.3 永磁体材料和充磁方式的选择 |
| 3.7.4 圆筒形直线发电机设计参数 |
| 3.7.5 圆筒形直线发电机基本参数确定 |
| 3.7.6 圆筒型永磁直线电机样机 |
| 3.7.7 直线电机倒拖测试 |
| 3.8 FPLE部件间润滑与密封 |
| 3.8.1 润滑系统的作用 |
| 3.8.2 润滑的种类 |
| 3.8.3 FPLE的润滑 |
| 3.8.4 FPLE连杆与支撑孔密封 |
| 3.9 FPLE点火系统 |
| 3.9.1 火花塞点火系统 |
| 3.9.2 辉光塞点火系统 |
| 3.10 FPLE燃料供应系统 |
| 3.11 数据采集与测量系统 |
| 3.12 本章小结 |
| 第4章 FPLE运行特性的实验研究 |
| 4.1 第一代FPLE原理样机实验测试与改进 |
| 4.1.1 微小型FPLE启动 |
| 4.1.2 FPLE单缸燃烧与双缸燃烧运行特性对比 |
| 4.1.3 点火位置对FPLE运行特性的影响 |
| 4.1.4 第一代FPLE原理样机改进与优化 |
| 4.2 改进后的FPLE样机实验研究 |
| 4.2.1 辉光塞点火下FPLE启动过程 |
| 4.2.2 FPLE与凸轮连杆发动机运行曲线对比 |
| 4.2.3 FPLE变参数研究 |
| 4.2.4 参数敏感性分析 |
| 4.2.5 外部扰动对FPLE运行稳定性的影响 |
| 4.2.6 FPLE 的压缩空气储能特性 |
| 4.3 第二代FPLE样机热平衡分析 |
| 4.3.1 第二代FPLE样机简介 |
| 4.3.2 第二代FPLE样机启动 |
| 4.3.3 第二代FPLE基本运行特性 |
| 4.3.4 第二代FPLE热平衡分析 |
| 4.3.5 FPLE主性能参数随尺度变化的敏感性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 FPLE燃料掺氢实验与仿真研究 |
| 5.1 FPLE性能提升途径 |
| 5.2 FPLE样机实验平台 |
| 5.3 火焰自发光高速图像采集 |
| 5.3.1 火焰沿气缸轴向传播过程 |
| 5.3.2 火焰沿气缸径向传播过程 |
| 5.4 实验工况 |
| 5.5 实验结果与分析 |
| 5.5.1 燃料掺氢对FPLE启动过程的影响 |
| 5.5.2 FPLE性能参数 |
| 5.5.3 FPLE运行工况范围 |
| 5.5.4 FPLE运行稳定性 |
| 5.5.5 热释放特性 |
| 5.5.6 缸内燃烧自发光图像 |
| 5.6 FPLE缸内燃烧动力学仿真 |
| 5.6.1 仿真平台介绍 |
| 5.6.2 CONVERGE数学控制方程 |
| 5.6.3 计算模型的选择 |
| 5.6.4 化学反应机理的选择 |
| 5.6.5 控制方程离散和求解 |
| 5.6.6 三维模型实体建立 |
| 5.6.7 网格划分及其控制参数设置 |
| 5.6.8 初始条件设置 |
| 5.6.9 仿真结果与分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 研究创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A |
| 附录 B |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）某大功率摩托车发动机曲轴设计分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的背景 |
| 1.1.1 摩托车行业发展趋势背景 |
| 1.1.2 发动机曲轴发展背景 |
| 1.2 课题提出及选题意义 |
| 1.2.1 课题提出 |
| 1.2.2 选题意义 |
| 1.3 本文主要内容及思路 |
| 1.3.1 本文主要内容 |
| 1.3.2 本文主要思路 |
| 第二章 曲轴结构和相关参数设计分析 |
| 2.1 曲轴结构特点 |
| 2.2 曲轴结构参数确定 |
| 2.2.1 曲轴关键尺寸选择 |
| 2.2.2 曲轴材料选择 |
| 2.3 曲轴润滑方式 |
| 2.4 曲轴偏置结构设计分析 |
| 2.4.1 曲轴机构的型式 |
| 2.4.2 曲轴偏置影响分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 曲轴机构不平衡惯性力设计分析 |
| 3.1 发动机惯性力的平衡的类型 |
| 3.2 曲轴机构运动学设计分析 |
| 3.2.1 中心曲轴机构运动学设计分析 |
| 3.2.2 偏置曲轴机构运动学设计分析 |
| 3.3 曲轴机构动力学设计分析 |
| 3.3.1 曲轴机构质量设计分析 |
| 3.3.2 曲轴机构不平衡惯性力分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 曲轴不平衡惯性力对整车振动设计分析 |
| 4.1 打击中心理论的提出 |
| 4.2 打击中心原理及计算方法 |
| 4.2.1 刚体定轴转动定律 |
| 4.2.2 刚体的打击中心计算方法 |
| 4.3 摩托车曲轴打击中心计算和分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 曲轴有限元模态分析 |
| 5.1 曲轴模态分析理论基础 |
| 5.2 曲轴计算模态分析 |
| 5.2.1 曲轴的三维实体模型的建立 |
| 5.2.2 曲轴模态有限元模型建立 |
| 5.2.3 曲轴模态计算结果与分析 |
| 5.2.4 曲轴模态振型表现分析 |
| 5.3 曲轴自由模态试验分析 |
| 5.3.1 模态试验的意义 |
| 5.3.2 模态试验的激励 |
| 5.3.3 试件的悬挂方式 |
| 5.3.4 试验模态结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 曲轴静态强度及疲劳耐久分析 |
| 6.1 曲轴应力分析及曲轴模型处理 |
| 6.1.1 曲轴工作应力分析 |
| 6.1.2 应用ANSYS对曲轴模型处理 |
| 6.2 曲轴模型的约束条件和载荷 |
| 6.2.1 曲轴模型的约束条件 |
| 6.2.2 曲轴模型载荷 |
| 6.3 应力分析和静强度校荷 |
| 6.3.1 应力分析 |
| 6.3.2 曲轴静强度校核 |
| 6.4 曲轴疲劳强度分析 |
| 6.4.1 曲轴疲劳分析基本概念 |
| 6.4.2 应用ANSYS有限元软件对曲轴的疲劳分析 |
| 6.4.3 大功率摩托车发动机曲轴疲劳强度试验 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（4）掺氢对汽油转子机流场及燃烧过程影响的数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 转子机简介 |
| 1.2.1 转子机的工作原理 |
| 1.2.2 转子机的优缺点 |
| 1.2.3 转子机的发展历程 |
| 1.3 国内外转子机的研究概况 |
| 1.3.1 国内转子机的研究概况 |
| 1.3.2 国外转子机的研究概况 |
| 1.4 氢燃料转子机的研究概况 |
| 1.4.1 纯氢燃料转子机的研究概况 |
| 1.4.2 掺氢燃料转子机的研究概况 |
| 1.5 本文的研究内容及意义 |
| 第2章 掺氢汽油转子机CFD模型建立及验证 |
| 2.1 CFD模型的预处理 |
| 2.1.1 几何模型的建立 |
| 2.1.2 计算区域的划分 |
| 2.1.3 初始及边界条件 |
| 2.2 数学模型的建立 |
| 2.2.1 基本控制方程 |
| 2.2.2 湍流模型 |
| 2.2.3 燃烧模型与化学动力学机理 |
| 2.3 模型验证 |
| 2.3.1 试验系统搭建 |
| 2.3.2 试验结果分析 |
| 2.3.3 网格无关性验证 |
| 2.3.4 CFD模型准确性验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 气道掺氢汽油转子机流场及燃烧过程研究 |
| 3.1 气道掺氢汽油转子机缸内流场特性分析 |
| 3.1.1 气道掺氢对转子机缸内流场的影响 |
| 3.1.2 气道掺氢对转子机缸内速度场的影响 |
| 3.2 气道掺氢汽油转子的缸内燃烧过程分析 |
| 3.2.1 气道掺氢对着火过程的影响 |
| 3.2.2 气道掺氢对火焰传播过程的影响 |
| 3.3 气道掺氢汽油转子机排放分析 |
| 3.3.1 气道掺氢对NO质量与分布的影响 |
| 3.3.2 气道掺氢对CO质量与分布的影响 |
| 3.3.3 气道掺氢对CO_2质量的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 直喷掺氢汽油转子机流场及燃烧过程研究 |
| 4.1 喷孔设置及边界条件 |
| 4.2 直喷掺氢汽油转子机缸内混合气形成过程分析 |
| 4.2.1 直喷掺氢对转子机缸内流场的影响 |
| 4.2.2 直喷掺氢对转子机缸内混合气形成的影响 |
| 4.2.3 直喷掺氢对转子机缸内速度场的影响 |
| 4.3 直喷掺氢汽油转子机的缸内燃烧过程分析 |
| 4.3.1 直喷掺氢对火焰传播过程的影响 |
| 4.3.2 直喷掺氢对主要基团质量分数及缸内压力的影响 |
| 4.4 直喷掺氢汽油转子机排放分析 |
| 4.4.1 直喷掺氢对NO_x质量分数的影响 |
| 4.4.2 直喷掺氢对CO质量分数与分布的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 直喷掺氢汽油转子机喷孔位置及喷射策略优化 |
| 5.1 喷孔位置对直喷掺氢汽油转子机流场及燃烧过程的影响 |
| 5.1.1 喷孔位置设置及边界条件 |
| 5.1.2 喷孔位置对混合气形成的影响 |
| 5.1.3 喷孔位置对燃烧过程的影响 |
| 5.1.4 喷孔位置对主要基团质量分数及缸内压力的影响 |
| 5.1.5 喷孔位置对排放的影响 |
| 5.2 喷射策略对直喷掺氢汽油转子机流场及燃烧过程的影响 |
| 5.2.1 喷射策略及边界条件 |
| 5.2.2 喷射策略对混合气形成的影响 |
| 5.2.3 喷射策略对燃烧过程的影响 |
| 5.2.4 喷射策略对主要基团质量分数及缸内压力的影响 |
| 5.2.5 喷射策略对排放的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 复合进气对直喷掺氢汽油转子机影响的研究 |
| 6.1 复合进气道设置及边界条件 |
| 6.2 复合进气直喷掺氢汽油转子机缸内混合气形成过程分析 |
| 6.2.1 复合进气对流场的影响 |
| 6.2.2 复合进气对混合气形成的影响 |
| 6.2.3 复合进气对速度场的影响 |
| 6.3 复合进气氢气缸内直喷汽油转子的缸内燃烧过程分析 |
| 6.3.1 复合进气对火焰传播过程的影响 |
| 6.3.2 复合进气对主要基团质量分数及缸内压力的影响 |
| 6.4 复合进气氢气缸内直喷汽油转子机排放分析 |
| 6.4.1 复合进气对NO_x质量分数的影响 |
| 6.4.2 复合进气对CO质量分数的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论及展望 |
| 主要结论 |
| 创新点 |
| 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间所发表的学术成果 |
| 致谢 |
（5）三缸发动机的平衡研究及仿真软件开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 发动机的激励与平衡分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 曲柄连杆机构的运动学分析 |
| 2.3 单缸机的激励与平衡措施 |
| 2.4 多缸机的激励与平衡措施 |
| 2.5 实例:三缸发动机的激励与平衡分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 平衡轴传动系统的仿真分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 平衡轴传动方式的选型 |
| 3.3 齿轮的振动和噪声 |
| 3.4 减振齿轮衬套特性试验 |
| 3.5 平衡轴传动系统的仿真分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 三缸发动机平衡轴设计及振动特性仿真软件的开发 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 软件需求分析 |
| 4.3 软件开发平台介绍 |
| 4.4 软件界面设计与维护 |
| 4.5 软件功能应用实例 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 全文总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（6）多对置大流量高压柱塞泵性能优化方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究背景 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题研究背景 |
| 1.2 柱塞泵国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 国内外研究现状 |
| 1.2.2 柱塞泵发展趋势 |
| 1.3 课题主要研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 课题主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.4 课题的研究意义 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 多对置柱塞泵分析及模型建立 |
| 2.1 多对置柱塞泵分析 |
| 2.1.1 结构分析 |
| 2.1.2 工作原理分析 |
| 2.2 3DW80/16 柱塞泵介绍 |
| 2.3 分析模型建立 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 流量分析与流量脉动优化 |
| 3.1 流量特性分析 |
| 3.1.1 多对置柱塞泵流量方程建立 |
| 3.1.2 理论流量与实际流量 |
| 3.2 流量脉动分析 |
| 3.2.1 流量不均匀的表示方法 |
| 3.2.2 流量脉动的危害 |
| 3.3 流量仿真分析 |
| 3.4 流量脉动抑制方法与仿真分析 |
| 3.4.1 粒子群优化算法的概述 |
| 3.4.2 确定优化目标函数 |
| 3.4.3 目标函数优化 |
| 3.4.4 优化前后对比分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 多对置柱塞泵扰力分析及平衡 |
| 4.1 扰力产生原因 |
| 4.2 多对置柱塞泵的扰力分析 |
| 4.2.1 扰力计算 |
| 4.2.2 扰力分析 |
| 4.3 平衡方法 |
| 4.3.1 平衡分类 |
| 4.3.2 平衡方法 |
| 4.4 多对置柱塞泵扰力平衡方法分析 |
| 4.4.1 旋转扰力平衡 |
| 4.4.2 往复扰力平衡 |
| 4.5 实例分析 |
| 4.5.1 旋转扰力平衡 |
| 4.5.2 往复扰力平衡 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 多对置柱塞泵性能分析软件 |
| 5.1 MATLAB GUIDE工具箱概述 |
| 5.2 设计多对置柱塞泵性能分析软件 |
| 5.2.1 图形用户界面设计 |
| 5.2.2 回调函数设计 |
| 5.3 实例分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 课题研究工作总结 |
| 6.2 课题研究展望 |
| 参考文献 |
| 在读期间公开发表的论文 |
| 致谢 |
（7）30A-2型星型往复压缩机曲轴轴系设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 压缩机的研究发展现状 |
| 1.2.2 曲轴轴系的研究发展现状 |
| 1.3 研究方法 |
| 1.4 课题研究的主要内容 |
| 第2章 往复压缩机的工作原理和运动学分析 |
| 2.1 往复活塞式压缩机结构简图和工作原理 |
| 2.2 中心式曲柄连杆机构运动学分析 |
| 2.3 偏心式曲柄连杆机构运动学分析 |
| 2.4 主副连杆式曲柄连杆机构运动学分析 |
| 2.5 星型压缩机活塞运动规律计算 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 星型往复压缩机曲轴连杆系动力学分析 |
| 3.1 曲柄连杆机构动力学分析 |
| 3.2 曲柄连杆机构动力学建模 |
| 3.3 曲轴连杆系多体动力学仿真 |
| 3.3.1 曲轴连杆系多体动力学仿真建模 |
| 3.3.2 曲轴连杆系多体动力学仿真分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 星型往复压缩机曲轴轴系动态响应分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 有限元分析理论基础 |
| 4.3 曲轴轴系的模态分析 |
| 4.3.1 曲轴轴系有限元模型的建立 |
| 4.3.2 曲轴轴系模态分析计算结果 |
| 4.4 曲轴轴系的瞬态动力学分析 |
| 4.4.1 瞬态动力学概论 |
| 4.4.2 轴系瞬态响应分析模型的建立 |
| 4.4.3 曲轴轴系瞬态动力响应分析结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 星型压缩机曲轴连杆机构设计方案优化 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 基本结构及方案 |
| 5.3 曲轴连杆系动力学分析 |
| 5.4 曲轴轴系动态响应分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果 |
| 致谢 |
（8）车用平衡轴热锻成形数值模拟及模具优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 国内外锻造平衡轴的研究现状 |
| 1.3 数值模拟在金属锻造成形中的应用 |
| 1.3.1 刚-(粘)塑性有限元法 |
| 1.3.2 金属体积成形优化现状 |
| 1.3.3 锻造模拟软件简介 |
| 1.4 试验设计和代理模型简介 |
| 1.5 课题的主要内容 |
| 第二章 车用平衡轴热锻成形工艺性分析 |
| 2.1 车用平衡轴成形工艺分析 |
| 2.1.1 车用平衡轴的分类 |
| 2.1.2 车用平衡轴的结构分析 |
| 2.1.3 车用平衡轴材料特性 |
| 2.2 车用平衡轴模锻工艺制定 |
| 2.2.1 坯料体积计算 |
| 2.2.2 模锻件毛坯下料方法 |
| 2.2.3 车用平衡轴热锻工艺流程 |
| 2.3 平衡轴生产设备选择 |
| 2.3.1 坯料加热设备选择 |
| 2.3.2 热锻成形设备选择 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 平衡轴热锻模腔布局方式及参数确定 |
| 3.1 平衡轴热锻模膛布局方案设计 |
| 3.2 基于DEFORM3D的模膛布局方案数值模拟及分析 |
| 3.2.1 金属流动速度点追踪分析 |
| 3.2.2 等效应力对比分析 |
| 3.2.3 贴膜率对比分析 |
| 3.3 平衡轴热锻模具设计 |
| 3.3.1 热锻模具材料选择 |
| 3.3.2 预锻模具设计 |
| 3.3.3 终锻模具初步设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 平衡轴热锻成形数值模拟分析 |
| 4.1 数值模拟多工序成形工艺确定 |
| 4.2 数值模拟结果分析 |
| 4.2.1 成形载荷分析 |
| 4.2.2 模具应力分析 |
| 4.2.3 锻件金属折叠分析 |
| 4.2.4 点追踪及金属流线分析 |
| 4.3 数值模拟分析结果与实际生产锻件对比 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于响应面法的平衡轴模具结构优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于响应面法的优化设计 |
| 5.2.1 响应面法的数学模型 |
| 5.2.2 试验设计方法 |
| 5.3 响应面优化方案的建立 |
| 5.3.1 设计变量和优化目标确定 |
| 5.3.2 响应面模型的拟合 |
| 5.4 响应面模型的分析 |
| 5.4.1 方差分析及响应曲面分析 |
| 5.4.2 因素水平的优化分析 |
| 5.5 优化后的数值模拟结果分析 |
| 5.5.1 平衡块与加强肋连接处的折叠角分析 |
| 5.5.2 加强肋拐角根部的折叠角分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 基于响应面法的平衡轴成形工艺参数优化 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 响应面优化方案的建立 |
| 6.2.1 设计变量筛选 |
| 6.2.2 设计变量和优化目标确定 |
| 6.3 响应面模型的拟合 |
| 6.4 响应面模型的分析 |
| 6.4.1 方差分析及响应曲面分析 |
| 6.4.2 因素水平的优化分析 |
| 6.5 优化后的数值模拟结果分析 |
| 6.5.1 成形载荷对比分析 |
| 6.5.2 终锻下模模具磨损对比分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 平衡轴热锻生产验证 |
| 7.1 基于数值模拟的优化方案 |
| 7.2 数值模拟优化生产验证 |
| 7.2.1 热锻生产设备配置 |
| 7.2.2 数值模拟对比验证 |
| 7.2.3 生产对比验证 |
| 7.3 本章小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 总结 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果 |
| 致谢 |
（9）三缸汽油发动机平衡策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 三缸发动机平衡策略选择的意义 |
| 1.1.1 三缸发动机应用的意义 |
| 1.1.2 三缸发动机平衡策略及其选择的意义 |
| 1.2 国内外研究现状综述: |
| 1.2.1 主流汽车厂商的三缸机应用状态 |
| 1.2.2 主流汽车厂商的三缸机平衡策略选择状态 |
| 第二章 某三缸发动机的平衡策略分析和相关载荷计算 |
| 2.1 某三缸发动机的运动学和动力学计算 |
| 2.1.1 活塞的位移、速度和加速度 |
| 2.1.2 曲柄连杆机构中的作用力和力矩 |
| 2.2 某三缸发动机平衡策略分析和相关参数计算 |
| 2.2.1 三缸发动机平衡轴法分析 |
| 2.2.2 三缸发动机过平衡法分析(无平衡轴) |
| 第三章 某三缸发动机对整车的影响规律研究 |
| 3.1 某三缸发动机相关参数计算和评估方法的实现 |
| 3.1.1 发动机的NVH指标 |
| 3.1.2 转动惯量 |
| 3.1.3 载荷计算 |
| 3.1.4 发动机数据采集及评估 |
| 3.1.5 动力总成弯曲模态分析 |
| 3.1.6 角位移和角加速度分析 |
| 3.2 三缸发动机对整车振动噪声影响的评估 |
| 3.2.1 怠速噪声右耳响应 |
| 3.2.2 怠速方向盘振动 |
| 3.2.3 怠速座椅振动 |
| 3.2.4 其他整车工况 |
| 第四章 某三缸发动机平衡方案选择与试验确认 |
| 4.1 某三缸发动机的平衡方案选择 |
| 4.1.1 平衡方案的选择 |
| 4.1.2 样件方案的选择 |
| 4.2 平衡方案的试验验证 |
| 4.2.1 怠速工况座椅振动 |
| 4.2.2 驾驶工况 |
| 4.3 本章小节 |
| 第五章 平衡策略方案的实现 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 三缸机过平衡法曲轴的平衡与去重分析 |
| 5.2.1 切片模型的建立 |
| 5.2.2 零件偏差的处理方法确定 |
| 5.3 三缸发动机曲轴系稳健性校验 |
| 5.3.1 不平衡量的矢量分析 |
| 5.3.2 初始不平衡量的预测 |
| 5.3.3 设计的不平衡量的确定 |
| 5.3.4 不平衡量分布的蒙特卡罗模拟 |
| 5.3.5 不平衡量设计的优化 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 下一步工作的建议及展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及申请的专利 |
（10）基于虚拟仿真平台的柴油机机体低振动研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 内燃机振动噪声的研究背景及意义 |
| 1.2 内燃机振动噪声国内外研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 柴油机机体激励载荷虚拟预测 |
| 2.1 多体系统动力学分析基础 |
| 2.2 曲柄连杆机构运动学分析 |
| 2.3 多体动力学模型的建立 |
| 2.3.1 ADAMS/Engine介绍 |
| 2.3.2 仿真参数的设置 |
| 2.3.3 边界条件的建立 |
| 2.3.4 爆发压力参数及仿真结果 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 柴油机机体模态特性虚拟预测 |
| 3.1 有限元法及模态分析基本原理 |
| 3.2 有限元计算模型的建立 |
| 3.2.1 有限元模型的简化原则 |
| 3.2.2 有限元模型的网格划分 |
| 3.3 机体的模态分析 |
| 3.3.1 机体自由模态分析 |
| 3.3.2 机体约束模态分析 |
| 3.3.3 机体约束模态与自由模态的比较 |
| 3.4 试验模态分析 |
| 3.4.1 试验模态分析过程 |
| 3.4.2 机体试验频率与计算频率对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 柴油机机体振动特性虚拟预测 |
| 4.1 柴油机振动分类 |
| 4.2 有限元瞬态响应分析 |
| 4.3 机体计算模型的边界条件 |
| 4.4 机体的瞬态响应计算 |
| 4.5 机体瞬态响应结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 柴油机机体的改进设计 |
| 5.1 结构优化的基本原理和方法 |
| 5.2 机体拓扑优化设计 |
| 5.2.1 拓扑优化理论分析 |
| 5.2.2 机体结构拓扑优化流程 |
| 5.2.3 优化结果分析 |
| 5.3 机体改进设计 |
| 5.3.1 机体改进措施分析 |
| 5.3.2 机体裙部的改进设计 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 柴油机倾覆力矩影响因素研究 |
| 6.1 柴油机倾覆力矩仿真分析 |
| 6.2 往复惯性力及倾覆力矩仿真计算分析 |
| 6.3 平衡机构优化设计 |
| 6.3.1 倾覆力矩理论分析 |
| 6.3.2 确定优化目标与约束条件 |
| 6.4 倾覆力矩影响因素计算分析 |
| 6.5 倾覆力矩优化与平衡轴结构设计 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论 |
| 7.1 主要研究成果 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
四、高速往复式内燃机平衡轴设计分析（论文参考文献）
- [1]三缸内燃式空气压缩机动力学仿真研究[D]. 刘玉. 青岛大学, 2020(01)
- [2]微小型自由活塞发动机理论与实验研究[D]. 黄福军. 中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所), 2020(08)
- [3]某大功率摩托车发动机曲轴设计分析[D]. 于涛. 华南理工大学, 2019(06)
- [4]掺氢对汽油转子机流场及燃烧过程影响的数值模拟研究[D]. 杨金鑫. 北京工业大学, 2019(03)
- [5]三缸发动机的平衡研究及仿真软件开发[D]. 安炀. 华中科技大学, 2019(03)
- [6]多对置大流量高压柱塞泵性能优化方法研究[D]. 王志晓. 山东理工大学, 2019(03)
- [7]30A-2型星型往复压缩机曲轴轴系设计研究[D]. 邹昌利. 沈阳理工大学, 2019(03)
- [8]车用平衡轴热锻成形数值模拟及模具优化[D]. 霍文军. 上海工程技术大学, 2017(03)
- [9]三缸汽油发动机平衡策略研究[D]. 许昆朋. 上海交通大学, 2016(01)
- [10]基于虚拟仿真平台的柴油机机体低振动研究[D]. 魏薇. 辽宁工业大学, 2016(07)