YC485Q柴油机机体模态分析与结构改进研究
机体是柴油机的主骨架，机体的振动对整机的振动、噪声辐射和强度有较大的影响。研究机体的动态特性，对柴油机的振动、噪声控制以及强度设计具有重要的指导作用。本文以YC485Q柴油机机体为研究对象，研究的内容是与玉柴合作项目的一个组成部分。采用试验模态分析与有限元模态分析相结合的方法，对YC485Q柴油机机体的动态特性进行研究，还对机体、缸盖进行了组合模态分析。针对机体薄弱部位提出了改进方案并进行了有限元分析，获得了较好的改进效果。具体内容如下：
⑴对机体进行自由支承，采用单点激励多点响应的测试方法，对机体进行试验模态分析。通过IMAS4.2模态分析系统采集与处理数据，使用频域识别法进行模态识别，获得了机体前6阶固有频率、阻尼以及振型。在燃烧压力激励下，机体在柴油机工作过程中未发生共振现象。由固有频率可知，机体的模态分布较密集。
⑵用ANSYS软件对机体进行参数化建模，使用命令流输入方式。通过静力分析验证机体建模正确性后，施加与试验相同的边界条件，求解出机体的计算模态。有限元模态分析结果与试验模态分析结果进行对比，两者的结果较吻合，表明了机体有限元模型的正确性。通过模态振型分析可知，机体裙部振动较显著，刚度较小，是振动控制的主要研究对象。
⑶经试验验证机体、缸盖模型正确后，通过命令流拼接技术，在ANSYS软件中完成机体、缸盖等零件的组装。ANSYS模态分析时忽略非线性因素的影响，本文采用等效接触区域法来模拟螺栓连接非线性问题。模态分析求解完后，获得了组合模态的前6阶模态频率和振型，可以看出原机体的振型在组合模态中起主导作用，与缸盖组装后，机体裙部的振动未得到改善。
⑷针对机体裙部振动显著问题，比较了几种改进方案，最后选用在机体底部增加梯形框的方法来改进机体。在原机体和机体缸盖组合模型上分别增加梯形框，并进行有限元分析，结果表明增加梯形框对这两种结构的各阶模态频率均有较大的提高，并且机体裙部的振动得到了较好地控制。
柴油发动机;柴油机振动;噪声控制;机体设计
广西大学
硕士
动力机械及工程
黄锦成;陈树勋
2013
中文
TK421.6;TK422.1
79
2013-12-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）