第
40
卷第
6
期
2007
年
6
月
天津大学学报
Journal
of
Ti
anjin
University
内燃机多连杆机构的多体动力学分析
林建生王姗张宝欢
2
张霖
1
(1天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室,天津
300072;
2.
天津内然机研究所,天津
300072)
Vo
l. 40 No.6
Jun. 2007
摘
要:对提出的一种多连杆机构内燃机,采用
Pro/E
3D
软件进行实体建模,运用机械系统动态仿真程序
ADAMS
和有限元分析软件
ANSYS
相结合,分别采用柔性体和刚性体两种不同方法对主要杆件进行了多体动力学仿真与
对比分析,结果表明,较之刚性体的分析方法,柔性体方法能够获得更准确的仿真分析结果,可以更精确地了解杆
件在实际运动过程中的动力学参数和动态行为,从而获得支接近于实际的有限元分析受力边界条件,提高系统仿
真精度.
关键词:柔'性体;刚性体;动力学分析;有限元
中图分类号
TK4
文献标志码
A
文章编号:
0493-2137(2007)06-0640-04
Analysis of Multi-Body Dynamics for an Engine with
Multi -Link Mechanism
LIN
lian-sheng
1
,
WANG
Shan
1
,
ZHANG
Bao-huan
2
,
ZHANG
Lin
1
(1.
State
key
Laboratory
of
Engines , Tianjin University , Tianjin 300072 , China;
2. Tianjin Intemal Combustion Engine Research Institute
, Tianjin 300072 , China)
Abstract:
The simulation
and
analysis of multi-body dynamics for a new type of multi-link mechanism engine ,
combined the dynamic simulation program of mechanism system ADAMS with finite element analysis program
ANSYS
, were carried out by using both flexible bodies method
and
rigid bodies method respectively ,in which
the entity body models
based
upon
Pro/E
three dimensional program were set up. Compared wíth
the
rigid
bodies method
, the flexible bodies method
had
more accurate simulation
data
to show
the
dynamic action of
moving parts and variety of dynamics parameters
in
actual running process. It has the boundary condition closer
to the actual ones
, which improves the simulation precision of mechanism system
Keywords:
flexible body; rigid body; dynamics analysis; finite element
机械系统一般由若干个构件组成,通过几何约束
联结起来完成预期动作,因此也可以把整个机械系统
叫作多体系统.若将系统中每个物体都看作是不变形
的刚性体则该系统为多刚体系统;若系统中有一些物
体必须考虑其变形,则为多柔体系统或柔性多体系统.
过去分析时建立的模型,其构件都属于刚体,在运
动分析时不会发生弹性变形.而实际上,在较大载荷或
加、减速的情况下,机构受力后会有较大的变形,产生
振动.当激励频率与柔性体的某阶模态频率接近,则容
收稿日期
:2006-
10-
25
;修回日期
:2007-
01-
26
易产生共振,此时对系统的动态特性影响很大.因此必
须考虑各零部件的柔性(弹性和塑性)以提高仿真分
析的精度.应用多柔体系统动力学的建模理论和方法,
可以实现精确建摸、虚拟设计动力学仿真分析与优化、
系统匹配、整体性能预测等等.
ADAMS
软件
[1]
是著名的机械系统动力学仿真分
析软件,分析对象主要是多刚体,但
ADAMS
提供了柔
性体模块,运用该模块可以实现柔性体运动仿真分析,
以柔性体代换刚性体,可以更真实地模拟出机构动作
基金项目:国家自然科学基金资助项日
(50476061)
;天津市科技发展计划资助项目
(06YFGPGX07900)
.
作者简介:林建生(1
954-
),男,硕土,教授,
linjsh@
阳.
edu.
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通讯作者:王姗,而
11
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