凸轮活塞发动机动力学仿真研究

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基于对五缸凸轮活塞发动机结构和工作原理的了解,本文将发动机视为一个由缸体—外轴子结构、凸轮—内轴子结构、活塞子结构组成的轴系装配体,并借助MATLAB和主流CAD/CAE/CAM软件Pro/Engineer、ANSYS、ADAMS对其进行了仿真分析和研究,主要包括:①利用Pro/Engineer分别建立各子结构的三维实体模型,同时,通过对各子结构进行装配实现对发动机整机的三维建模。②利用ANSYS对各子结构进行有限元计算,得到其固有振动特性。③建立发动机整机基于ADAMS与MATLAB联合仿真的刚体动力学模型,且仿真模型具有多个外部可调参数。④建立发动机的刚柔耦合体模型,并以此研究整机的振动特性。 本文建立的三维模型具有较大的修改灵活度,能满足多种应用需求;各子结构模态分析表明,发动机子部件具有明显的轴特征;建立刚体动力学模型的方案是可行的,该模型能用于研究各参数与发动机动力学性能之间的关系,而建立刚柔耦合体模型则为研究发动机整机的振动特性提供了新的途径和方法,它们是对将虚拟样机技术方法应用于鱼雷发动机研究的一次重要且有效的探索。
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