內燃機零部件結構變形的模態(tài)分析研究.pdf

1、內燃機的主要零部件多處在重載、高速的狀態(tài)下工作，承受著復雜的動靜載荷。為了使結構既穩(wěn)定可靠，又重量輕、振動噪聲小，除了對結構進行強度及靜剛度的設計外，還必須進行動特性、動應力、疲勞、振動、噪聲等方面的研究。過去在進行結構設計或修改時，主要靠經(jīng)驗，哪個部位損壞就在哪里采取措施，哪個零件振裂就加固哪個零件。這種辦法有一定的盲目性，不僅會使自重增加，而且也沒有從根本上解決問題。 模態(tài)分析方法為內燃機結構動態(tài)特性分析優(yōu)化提供了有效的手段

2、，該方法通過對結構系統(tǒng)施加激勵，研究結構系統(tǒng)各處響應信號與激勵信號之間的關系，通過參數(shù)識別，計算出結構系統(tǒng)的各階固有頻率、模態(tài)振型等參數(shù)，暴露出結構存在的問題，可以對結構系統(tǒng)的振動性能進行評價和預估，為其動態(tài)特性的優(yōu)化設計指明方向。 國外一些機構正在研究這一技術，編輯了一些軟件，使利用模態(tài)分析技術研究結構動態(tài)特性成為可能，目前已在航空航天及其他工程領域中應用。但這些軟件在輸入輸出方式以及工程應用等方面還有一定的缺陷，而且程序永久

3、加密，價格非常昂貴，不利國內開發(fā)應用。國內九十年代左右，幾所高校開始這方面的研究，許多工作僅限于分析方法及理論上的探討，對其在實際工程中的應用缺乏深入的研究，尤其在內燃機產(chǎn)品的設計中還很少得到應用。 本課題設計配置了一套較為完善的試驗模態(tài)分析系統(tǒng)，滿足內燃機零部件及其它機械結構試驗分析的需要。該系統(tǒng)采用力錘或激振器對試件進行激勵，采用先進的測試儀器和比較成熟的頻域法進行數(shù)據(jù)采集和參數(shù)識別，通過測量分析結構的模態(tài)頻率、振型等模態(tài)參

4、數(shù)，研究結構的動態(tài)特性。 用該系統(tǒng)對SD1105柴油機機體進行了試驗模態(tài)分析，找出了機體結構存在的問題，根據(jù)模態(tài)試驗結果對柴油機機體進行了優(yōu)化改進，解決了機體斷裂問題，使生產(chǎn)批量大幅度提高，同時使單臺機體重量減輕了1.5kg，為廠家贏得了顯著的經(jīng)濟效益。 該課題的研究成功，可為本行業(yè)結構動態(tài)特性優(yōu)化設計提供一種有效的方法，可大大縮短產(chǎn)品設計開發(fā)周期，節(jié)省人力物力，提高設計水平；可改善產(chǎn)品工作可靠性、降低能耗、減震降噪、預