袁文佳-车辆动态仿真技术

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1、南昌大学研究生2010—2011学年第2学期期末考试试卷课程名称：车辆动态仿真技术专业：jL械电子工程学生姓名:袁文佳学号：405906010020院:机电工程学院任课教师:时间：罗明军2011—5—6车辆动态仿真技术机械电子工程袁文佳405906010020汽乍内燃机作为整乍研发中技术含量最高、最核心的技术，开发目标的要求和难度越来越高。为满足现代汽车内燃机工业的发展需要，必须对传统的以经验加试验的设计方法进行改进。近年来，虚拟样机技术在内燃机领域获得了越来越广泛的应用。在CAD三维构型功能上，以现有三维CAD模型构建技术为基础，进一步应将原型的三维造型构建与原型材料的成分、组织、性能

2、分析相结合,形成原型的几何造型与物理性态的构建、分析为一体的CAD综合构型模块。在三维南昌大学研究生2010—2011学年第2学期期末考试试卷课程名称：车辆动态仿真技术专业：jL械电子工程学生姓名:袁文佳学号：405906010020院:机电工程学院任课教师:时间：罗明军2011—5—6车辆动态仿真技术机械电子工程袁文佳405906010020汽乍内燃机作为整乍研发中技术含量最高、最核心的技术，开发目标的要求和难度越来越高。为满足现代汽车内燃机工业的发展需要，必须对传统的以经验加试验的设计方法进行改进。近年来，虚拟样机技术在内燃机领域获得了越来越广泛的应用。在CAD三维构型功能上，以现有

3、三维CAD模型构建技术为基础，进一步应将原型的三维造型构建与原型材料的成分、组织、性能分析相结合,形成原型的几何造型与物理性态的构建、分析为一体的CAD综合构型模块。在三维CAD模型构建的思路上，除源自设计人员的构思外，同时融入反求技术,能对己有产品的构型、材料等信息进行快速、准确地采掘,为国内外新产品的剖析与改进，拓展本企业的新产品开发思路提供参考。在三维构型数据的离散化处理上，建立更加科学、兼容性与交换性好的国际化的标准数据格式，探索更有效的三维原型数据离散模式。虚拟样机技术在内燃机领域获得了越来越广泛的应用，利用计算机建造柴油机曲柄连杆机构的实体模型，并进行动力学仿真分析，可得到整

4、个系统协调运作下的运动规律和动力学特性参数。ADAMS，即机械系统动力学自动分析(AutomaticDynamicAnalysisofMechanicalSystems),该软件是美国MDI公司(MechanicalDynamicsInc.)幵发的虚拟样机分析软件。ADAMS软件使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库，创建完全参数化的机械系统几何模型，其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格郎日方程方法，建立系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。ADAMS软件的仿真可用于预测机械系统的性能、运动范围、碰撞检测、峰值载荷以及计

5、算有限元的输入载荷等。内燃机的详细剖面图，其基本机构由一个曲柄、一个连杆和一个活塞（滑块）组成。曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。它将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，同时将作用于活塞上的力转变为曲轴对外输出的转矩，以驱动汽车车轮转动。在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。曲轴是汽车发动机的主要零件之一，在工作过程中承受着冲击、扭转及很大的弯曲应力和扭转应力。为使曲轴具有很高的抗拉强度、刚度、耐磨性、耐疲劳性以及冲击

6、軔性,必须对曲轴进行强化处理。由于曲轴圆角滚压对提高曲轴疲劳强度有显著效果，因而备受各生产厂家的青睐。在实际工况下，作用于曲柄连杆机构的力有缸内气体压力、运动质景的惯性力、摩擦阻力和作用在发动机曲轴上的负载阻力。一般做受力分析吋都把摩擦阻力忽略不计，因为它的数值较小，且变化规律很难掌握。而负载阻力和助动力处于平衡状态，无需另外计算。利用ADAMS对曲柄连杆机构进行动力学分析时，可以将所有作用于机构的力简化为缸内气体的压力、机构的往复惯性力和旋转惯性力，而这些力都将对曲轴的连杆轴颈处产生力的作用。曲轴建模如图所示连杆组包括连杆体、连杆盖、连杆螺栓和连杆轴承等零件。连杆组的功用是将活塞承受的

7、力传给曲轴，并将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。连杆小头与活塞销连接，同活塞一起做往复运动；连杆大头与曲柄销连接，同曲轴一起做旋转运动，因此在发动机工作时连杆做复杂的平面运动。连杆建模如图所示活塞的主要功用是承受承受燃烧气体压力，并将此力通过活塞销传给连杆以推动曲轴旋转。此外活塞顶部与汽缸盖、汽缸壁共同组成燃烧室。活塞式发动机中工作条件最严酷的零件，要承受高温、高压、高速以及化学腐蚀。活塞的结构及强度需要满足强度、刚度的要求，同