虚拟样机技术在柴油机建模与动力学仿真中的应用

"基于虚拟样机技术的柴油机建模与动力学仿真 (2010年)" 这篇论文探讨了利用虚拟样机技术进行柴油机建模和动力学仿真的方法，重点关注了曲轴和机体的柔性化对柴油机性能的影响。研究采用16缸柴油机作为研究对象，结合了两种主流的工程软件——有限元分析软件ANSYS和多体动力学软件Adams。 在柴油机的虚拟样机建模中，通常会考虑各种组件的刚度和弹性特性。全刚性体模型简化了系统的复杂性，假设所有部件都是刚性的，不考虑材料的变形。然而，实际操作中，尤其是对于高速旋转的曲轴，其柔性和振动特性对发动机的性能至关重要。因此，论文对比了全刚性体模型与包含柔性元素的模型，包括仅曲轴为柔性模型和曲轴及机体均为柔性模型。 通过这些模型的对比，研究人员发现曲轴和机体的柔性化显著影响了曲轴主轴颈和曲柄销的承载情况。曲轴主轴颈承受着发动机工作时的巨大负荷，而曲柄销则连接活塞和曲轴，它们的受力状态直接影响到柴油机的工作效率和寿命。柔性化的引入使得模型更接近实际情况，能够更好地模拟实际运行中的动态响应，如振动、应力分布和疲劳损伤等。 论文中的多体系统动力学仿真揭示了在不同模型下，曲轴和机体的柔性如何改变载荷的时间历程曲线。这些变化可能影响发动机的稳定性，可能导致过早的机械故障，或者需要调整设计以优化载荷分布，减少应力集中，从而提高整体性能和耐用性。 关键词涵盖了柴油机技术的关键方面：柴油机本身、曲轴的结构分析、虚拟样机技术的应用、多体系统动力学的理论以及柔性体的考虑。这些关键词表明该研究深入到了机械工程的多个核心领域，旨在通过精确的仿真来优化柴油机的设计。 中图分类号U464指的是内燃机工程，文献标识码A则表示这是一篇学术论文，文章编号1674-8425(2010)07-0041-08则为该论文在期刊中的唯一标识，指示了发表的年份、期数和页码。该研究对于理解柴油机动力学特性和优化设计具有重要的参考价值，同时也展示了虚拟样机技术在现代工程分析中的应用潜力。