船舶柴油机曲轴三维实体动力学仿真.pdf

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1、第34卷第6期2012年6月舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．34．No．6Jun．，2012船舶柴油机曲轴三维实体动力学仿真李婷云1，林少芬2(1．福建交通职业技术学院，福建福州350007；2．集美大学轮机工程学院，福建厦门361021)摘要：曲轴是船舶柴油机的重要组成部件。通常对曲轴的研究是在静力学基础上对曲轴的应力等进行分析，有一定的局限性。本文以6E300DC型号的船用柴油机曲轴为例，采用CAXA软件进行三维实体建模，并导人ADAMS中进行仿真研究，通过添加约束、载荷，对曲轴进行动力学仿真计算，其研究结果对柴油机曲轴的动态性能及优化设

2、计有一定的参考价值。关键词：曲轴；CAXA；ADAMS；仿真中图分类号：U664．121文献标识码：文章编号：1672—7649(2012)06-0041-04Adoi：10．3404／i．issn．1672—7649．2012．06．0093-DentitydynamicssimulationofmarinedieselenginecrankshaftLITing．yun。。LINShao．fen2(1．FujianCommunicationsTechnologyCollege，Fuzhou350007，China；2．MarineEngineeringInstitute，J

3、imciUniversity，Xiamen361021，China)Abstract：Thecrankshaftisoneofthemostimportantcomponentsofmarinedieselengine，basedonthestatics，theanalysisofthecrankintraditionusuallyhascertainlimimtion．Inthispaper，a3-Dmodelwassetupforthecrankshaftof6E300DCdieselenginebasedontheCAXAsoftware，andthentransmitt

4、edtoADAMSdesignenvironment．Afteraddingrestrictionandload，ADAMScancarrydynamicssimulationandcalculation．TheresearchresultshaveasensefuIIreferencevalneondynamiccapabilityandoptimizedesignofmarinedieselenginecrankshaft．Keywords：crankshaft；CAXA；ADAMS；simulation0引言曲轴是船舶柴油机中最重要、载荷最大、价格最昂贵的零件之一，它由活

5、塞的往复运动通过连杆获得回转运动，将柴油机各缸所作的功以回转运动传递给螺旋桨。曲轴的工作条件苛刻，由于在实际工况中曲轴承受活塞、连杆传递的爆发压力的交变载荷作用，受力情况极其复杂。采用传统的单纯有限元分析方法，很难完成对曲轴运行过程中动态变化边界条件的描述。一般是使用单缸单拐曲轴系统。通过简化加载边界条件，完成曲轴动力响应的稳态分析工作。其计算速度快，模型构造简单但计算结果往往与实测偏差较大，不能真实地反映曲轴在实际运行工况下的力学特性。为了真实全面地了解曲轴在实际运行工况下的力学特性，本文通过对6E300DC船舶柴油机的曲轴进行精确建模，并对其在即定工况下的动力学、运动学响应

6、特性进行了分析。很好地分析了曲轴的运动和受力，并为船舶柴油机曲轴的创新设计，改型设计及优化设计提供了强有力的技术保证。l曲轴在CAXA中的三维几何模型建造考虑到曲轴轴系几何形状的复杂性，在研究中采用国产的CAXA软件V2版进行建模。1．1CAXA软件的特点目前，国内市场上流行的三维CAD软件种类很收稿日期：201l-03—1l；修回日期：2011—05一06作者简介：李婷云(1983一)，女，硕士研究生，助教．研究方向为船舶电气、虚拟仿真。舰船科学技术第34卷多，如CAXA、Pm／E、Solidworks、UG、卜DEAS等。尽管各种软件的界面、功能和使用方法不尽相同．但基本的

7、几何造型方法大同小异。CAXA软件为国产软件中文界面，易学易用，三维实体设计符合人的思维习惯，对复杂形体的表达能力尤为突出．实体模型具有实体的特征，它不仅描述了零件的轮廓和表面．而且描述了实体信息，如密度、体积等，同时其输入输出格式多样，可以与很多其他CAD软件和分析软件兼容和共享。I．2曲轴建模中的简化为减少不必要的工作量，根据其他学者以往研究的经验，在曲轴实体造型时，将一些对分析结果影响较小的细微结构根据计算要求作适当的简化。如：对曲轴体内小直径油孔、凸台等结构进行简化处理；曲轴两端轴颈