发动机曲轴耦合振动分析及控制技术研究

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1、分类号：密级：论文编号：学号••50120802305重庆理工大学项士学位论文发动机曲轴耦合振动分析及控制技术研究研究生:陈龙指导教师郑光泽教授学位类型学术学位学科专业机械设计及理论研究方向计算机辅助机械工程培养单位机械工程学院论文完成时间2015年3月25日论文答辩曰期2015年5月22曰CategoryNumber:LevelofSecrecy:SerialNumber:StudentNumber:50120802305Master’sDissertationofChongqingUniversityofTechnologyResearcho

2、nEngineCrankShaftCouplingVibrationAnalysisandControlTechnologyPostgraduate:ChenLongSupervisor：Prof.ZhengGuangzeDegreeCategory:AcademicDegreeSpecialty:MechanicalDesignandTheoryResearchDirection:ComputerAidedMechanicalEngineeringTrainingUnit:TheInstituteofMechanicalEngineeringT

3、hesisDeadline:March25,2015OralDefenseDate:May22,2015学位论文原创性声明及使用授权声明重庆理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果、作品。对本文的研究做出重要贡献的集体和个人，均己在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律后果。作者签名日期年/月，日学位论文使用授权声明本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或

4、机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。.本学位论文属于（请在以下相应方框内打“V”）：1.保密□，在_年解密后适用本授权书。2.不保密口。作者签名：日期：年^月^日导师签名：日期：知lT年（月}日摘要摘要曲轴耦合振动是发动机振动噪声主要激励源之一，是发动机振动噪声控制的研究重点。本文首先根据零部件的局部坐标系和整体坐标系的转换关系，基于弹性振动理论，建立运动机构在整体坐标系下的弹性振动响应方程，并转化到

5、模态坐标下进行求解计算。其次，针对曲轴主轴颈与主轴承的间隙，建立流体动力润滑和弹性接触的主轴颈-主轴承接合部动力学模型，模型根据膜厚比的不同分情况采用完全流体润滑、混合流体润滑和赫兹接触理论进行主轴颈-主轴承接合部弹性接触力计算，模拟主轴颈-主轴承接合部的动力学行为。最后，基于运动机构的振动响应分析方法，建立考虑发动机系统动力学、弹性振动力学和流体力学行为的耦合振动影响下的发动机曲轴耦合振动理论分析模型。结构模态分析是深入了解其动态特性的前提和基础，是结构的振动噪声控制分析的重要前期工作。以发动机缸体为研究对象，对仿真模态和实验模态的模态频率、振

6、型等模态参数进行相关性对比分析，检验有限元模态识别结果的正确性。基于发动机曲轴耦合振动分析模型，分别对曲轴的受力、运动、振动情况等进行了分析。组织发动机表面振动台架试验并验证了发动机曲轴耦合振动分析模型计算结果，趋势基本一致，幅值相当。对发动机曲轴耦合分析模型的主轴颈与主轴承接合部的两种模型的结果对比分析，发现油膜润滑的主轴承载荷高频成分更多，轴心轨迹更平顺，油膜润滑模型的计算结果更能反映发动机曲轴主轴颈与主轴承接合部的情况，为发动机主轴承、曲轴等零件的设计提供更准确的参数数据。针对本文中的曲轴系统带轮端扭转角过大问题，匹配了扭转减振器。扭转减振

7、器可以有效的解决曲轴系统带轮端的扭转振动过大问题，本文中的曲轴系统带轮端的角速度波动有所改善，其主谐次之和激励下的幅值降低了3.1°，其中2阶和4阶分别降低了2.7°和0.25°，扭振控制效果较好。关键字：曲轴，耦合振动，系统动力学，动力润滑IABSTRACTABSTRACTCrankshaftcoupledvibrationisoneofthemainexcitationsourceoftheenginevibrationandnoise,anditisalsothedominantresearchpointoftheenginenoisean

8、dvibrationoptimizationfield.Firstly,accordingtotherelationshipbetwee