第1篇：关于发动机振动激励对物料车车架动力特性的影响研究论文
关于发动机振动激励对物料车车架动力特性的影响研究论文
物料车车架的共振是影响车辆行驶平顺性、驾驶舒适性的关键，因此需对满足刚度与强度要求的车架的动力特性进行研究，探讨防止车架发生共振的措施。对于车架的动力特性的研究亦即模态分析，通常采用试验法与解析法。
试验法是测量结构上某些点的动态输入和输出响应，根据测得的频响函数估计模态参数。试验法准确性较高，但是需要制作模型，成本较高，效率较低。解析法是建立数值模型，求解系统的特征方程，从而得到结构的模态参数。解析法计算效率高，成本低，也是设计阶段常用的方法。在得到车架的动力特性后，结合发动机振动特性，即可以进行发动机激励对车架动力特性影响的研究。
本文以一物料车车架结构为研究对象，建立精细的有限元模型，采用Block Lanczos 向量迭代法，对模型动力特性进行分析，计算得到车架的固有频率和相应振型。通过对发动机振动分析，研究了发动机激励对车架动力特性的影响，为物料车的设计提供了理论依据。
1 有限元模态分析理论
对于物料车多自由度弹性结构，求解系统的固有振型与固有频率即求解下式的广义特征值问题。
2 有限元模型的建立
物料车车架由左右分开的2 根纵梁、7 根横梁与3根斜梁组成，属于边梁式车架。车架长约21. 54 m，宽约2. 74 m。车架纵梁为箱型，横梁、斜梁为槽型。实际物料车车架工艺复杂，结合结构动力分析的特点，建立数值模型时在不影响振动分析结果的前提下对物料车车架进行了简化，简化原则为: ①焊接和螺栓连接部位视为刚性连接; ②简化几何外形，忽略车架上的小圆孔和倒角。
物料车车架的主体结构采用Q345D 钢板，弹性模量210 GPa，泊松比0. 27，密度7 850 kg /m3。应用三维绘图软件SolidEdge 建立物料车车架结构的CAD 模型，导入ANSYS 软件，采用4 节点Shell63单元进行有限元网格划分，将车架结构的'材料属性、壁厚等参数赋予相应的单元。车架有限元模型，节点总数为30 879，单元总数为30 258 个。考虑到车架立柱轴与悬架连接，将车架上的荷载传递到悬架上，因此将车架柱轴端面施加全约束。
3 车架模态计算结果与分析
Block Lanczos 向量迭代法是一种矢量正交化方法，该方法对于求解大型稀疏矩阵的特征值问题最有效且计算效率较高。利用该方法可求得物料车车架的前20 阶模态及其所对应的自振频率。
4 发动机振动对物料车振动的影响
车架是一个多自由度的弹性振动系统，作用于这个系统上的各种激励力( 即动载荷) 就是使物料车产生复杂振动的动力源。其中发动机运转时，由于燃烧爆发压力和活塞组等零件的往复惯性力引起的简谐激励是物料车车架多种激扰力的一种。
物料车采用六缸四冲程柴油内燃机，缸内气体产生的爆发压力、运动件产生的惯性力和惯性力矩通过发动机和车架之间的连接支撑传递到车架上。其中由曲轴、连杆以及活塞运动的不平衡质量而引起的往复惯性力和力矩容易引起车架的共振，对物料车的振动影响较大，其余成分影响较小。因此，要降低振动，车架的模态频率应尽量避开发动机爆炸压力与惯性力的激励频率范围。
发动机的激励主要包括爆炸压力产生的激励、运动部件产生的激励和运动部件重力产生的激励。爆发压力产生的激励，对于四冲程机，频率是转速阶数的0. 5，1. 0，1. 5，2. 0，2. 5，3. 0，3. 5，4. 0，…倍，最大为1 阶，其他逐次减少，各个型号的内燃机有差别。往复惯性力有切向力( 1 阶系数0. 25，2阶0. 50，3阶0. 75，4阶0. 25，…) 和径向力( 1 阶系数0. 25，2阶0. 50，3阶0. 75，4阶0. 25，…) ，最后作用给基座的是合成作用力。发动机激励频率f0与爆炸压力f1和往复惯性力产生的激励频率f2关系为f0 = f1 + f2 = f1 + Af1 = ( 1 + A) f1 =( 1 + A) × 2nZ60τ( 4)式中: 其中Z 为发动机的缸数; τ 为发动机的冲程数; n为发动机的转速; A 的取值为0. 5 ～ 1. 0。物料车发动机为六缸四冲程柴油机，转速1 000 ～ 2 300 r /min，按照式( 4) 计算得到发动机的激励频率，见表2。表2 发动机不同转速时的激励频率n /( r /min) f0 /Hz f *0 /Hz n /( r /min) f0 /Hz f *0 /Hz1 000 75 100 2 100 157. 5 2101 400 105 140 2 200 165. 0 2202 000 150 200 2 300 172. 5 230注: f0为A = 0. 5 对应的频率值，f *0为A = 1. 0 对应的频率值。
与发动机的常用转速1 000 ～2 300 r /min 对应的发动机激励频率在75 ～ 230 Hz。对比对于钢板厚度采用20 mm 的物料车的前12 阶频率值均小于发动机不同转速时的激励频率。发动机活塞的往复运动产生的激励频率与物料车车架的高阶模态接近，但是一般高频模态对结构的振动贡献较小。因此发动机工作过程中对物料车振动影响不大，物料车动力特性设计合理可行。
5 结论
本文以物料车车架为研究对象，借助三维绘图软件SolidEdge 与大型有限元软件，建立了某型物料车车架精细有限元模型。基于有限元理论，对模型进行模态分析，得到车架的固有频率和相应振型。通过对物料运输车发动机激扰频响的分析，研究了发动机激励对车架动力特性的影响。研究结果表明: 发动机激励对物料车车架振动影响不大，物料车动力特性设计合理可行。
第2篇：溶气浓度对发动机燃烧影响的数值研究
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篇1：溶气浓度对发动机燃烧影响的数值研究
溶气浓度对发动机燃烧影响的数值研究
文中在KIVA程序的基础上,建立了溶有CO2燃油低温着火模型、碳烟模型,修改了油滴蒸发模型,对溶有不同质量比的CO2燃油发动机的燃烧过程进行了数值模拟,从而探究NOx和碳烟随其所产生的变化,结果表明随着CO2质量比的增加,NOx和碳烟的'生成量有了明显的减少.
作 者：张敏 唐子雷 邵毅明 作者单位：张敏,邵毅明(重庆交通大学,重庆,400074)唐子雷(四川建筑职业技术学院,四川德阳,618000)
刊 名：北京汽车 英文刊名：BEIJING AUTOMOTIVE ENGINEERING 年，卷(期)： “”(3) 分类号：U464.172 关键词：燃油溶气 燃烧 三维瞬态数值模拟篇2：水冲压发动机燃烧稳定性数值研究
水冲压发动机燃烧稳定性数值研究
建立了水冲压发动机燃烧稳定性计算模型,对一次进水水冲压发动机燃烧室内流场进行数值模拟.研究了燃烧室长度、水燃比、液滴直径等因素对水冲压发动机燃烧稳定性的影响.研究表明,适当增加燃烧室长度、采用多次进水以减小局部水燃比并选取适当的雾化器,有利于水冲压发动机的稳定燃烧.
作 者：韩超 夏智勋 胡建新 Han Chao Xia Zhixun Hu Jianxin 作者单位：国防科技大学航天与材料工程学院,湖南,长沙,410073 刊 名：火箭推进 英文刊名：JOURNAL OF ROCKET PROPULSION 年，卷(期)： 34(6) 分类号：V433.9 关键词：水冲压发动机 燃烧不稳定 数值模拟篇3：直升机用新型发动机燃烧性能的数值研究
直升机用新型发动机燃烧性能的数值研究
针对液态辛烷/空气两相混合物燃烧波在一维封闭空间内传播的爆燃向爆震转变(DDT)问题,运用化学反应流动基本理论、颗粒轨道模型和两步反应模型,在拉格朗日质量坐标系中建立了对该现象的数学表达,并开发了数值模拟程序CTPD,其中气体动力学方程采用显式Sγα,β差分格式,化学反应项使用二阶精度的Adams方法.通过数值模拟研究了液态燃料爆震波的基本特性,以及点火能量及初始温度对于爆震波结构与发展的影响作用.研究发现,点火能量及初始温度的提高显著促进了爆震的转变,爆震强度随着点火能量的提高而增大,随着初始温度的'提高而减小.研究中计算结果与实验波形符合良好,说明本文为包括DDT现象在内的脉冲爆震发动机工作过程提供了一种可行的计算方法.
作 者：鲁伟 蒋建军 王安平LU Wei JIANG Jian-jun WANG An-ping 作者单位：鲁伟,LU Wei(兵器集团西安第二一二研究所,西安,710068)蒋建军,JIANG Jian-jun(陆航驻西安地区军事代表室,西安,710077)
王安平,WANG An-ping(陆航驻景德镇地区军事代表室,景德镇,333001)
刊 名：直升机技术 英文刊名：HELICPTER TECHNIQUE 年，卷(期)：2008 “”(2) 分类号：V231.22 关键词：混合物 爆震波 数值模拟 点火能量篇4：等离子体对氢气-空气混合物燃烧过程影响的数值研究
等离子体对氢气-空气混合物燃烧过程影响的数值研究
利用数值模拟手段研究了等离子助燃对氢气 空气混合物燃烧的影响,分析了在不同的初始条件(温度、压力、当量比)下的燃烧过程的'变化规律.计算结果表明,等离子体助燃与传统燃烧相比,可增加化学反应过程中的活性中间体,提高化学反应速率;火焰传播速度在同等条件下增大、最小点火能量下降、特征时间减小,助燃效果非常明显.
作 者：杜宏亮 何立明 兰宇丹 赵华 DU Hongliang HE Liming LAN Yudan ZHAO Hua 作者单位：空军工程大学工程学院,西安,710038 刊 名：弹箭与制导学报 PKU英文刊名：JOURNAL OF PROJECTILES, ROCKETS, MISSILES AND GUIDANCE 年，卷(期)： 28(6) 分类号：V43 关键词：等离子体 助燃 火焰传播速度 最小点火能量 特征时间篇5：燃烧对固体燃料冲压发动机附着点的影响
燃烧对固体燃料冲压发动机附着点的影响
应用PHOENICS软件模拟了固体燃料冲压发动机(SFRJ)的冷流和以HTPB、PS为推进剂的.简单反应流.结果表明:在相同入口条件下,燃烧使附着点明显前移,从而改变了流场结构;入口温度不影响冷流时的附着点,但在有反应情况下则有一定影响;在两种情况下入口流量对附着点均无影响.
作 者：谭建国 陈小前 杨涛 张为华 TAN Jian-guo CHEN Xiao-qian YANG Tao ZHANG Wei-hua 作者单位：国防科技大学航天与材料工程学院,湖南长沙,410073 刊 名：国防科技大学学报 ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF NATIONAL UNIVERSITY OF DEFENSE TECHNOLOGY 年，卷(期)： 22(2) 分类号：V435 关键词：固体燃料冲压发动机 附着点 内流场 数值模拟篇6：波浪对风暴潮影响的数值研究
波浪对风暴潮影响的数值研究
联合第三代浅水海浪模式SWAN和三维海流模式POM,建立考虑海浪影响的三维风暴潮模式,利用该模式,在渤黄海区域,对温带气旋830315诱发的风暴潮进行数值模拟,从海表风应力、辐射应力、底应力三方面入手,对海浪对风暴潮的影响进行了数值研究.研究表明:海浪通过风应力对风暴潮水位的影响最为显著,而波致辐射应力与依赖波流相互作用的底应力的`影响只在渤海和北黄海相对明显;考虑海浪影响的风暴潮水住过程曲线模拟结果,比不考虑海浪影响的纯风暴潮模拟结果与实测水位曲线吻合的更好,尤其是在减水极值处,其相对误差不超过5.57%.
作 者：刘永玲 王秀芹 王淑娟 LIU Yongling WANG Xiuqin WANG Shujuan 作者单位：中国海洋大学海洋环境学院,青岛,266100 刊 名：海洋湖沼通报 ISTIC PKU英文刊名：TRANSACTIONS OF OCEANOLOGY AND LIMNOLOGY 年，卷(期)： “”(z1) 分类号：P731 关键词：海浪 风暴潮 数值模拟篇7：二甲醚在发动机气缸内喷雾燃烧过程的实验研究
二甲醚在发动机气缸内喷雾燃烧过程的实验研究
在可视化光学发动机上进行了二甲醚(DME)喷雾燃烧过程的试验,应用高速数字摄像机拍摄了柴油和二甲醚缸内喷雾燃烧过程,并应用计算机高速采集系统同步测量了缸内压力.高速摄影照片表明,二甲醚一离开喷嘴就迅速蒸发,可以明显看到缸内气流运动对油速“核心”的'吹散作用,并造成二甲醚的碰壁油量较柴油的少.和柴油相比,二甲醚着火滞燃期短,着火位置更靠近燃烧室壁面,着火面大,燃烧初期火焰发展迅速.二甲醚压升滞燃期比发火滞燃期明显减小,而柴油两者几乎相等.在相同热值燃料条件下,发动机燃用柴油和二甲醚时,缸内最大爆发压力、燃烧放热率和平均指示压力几乎一样.高速摄影很难拍摄到二甲醚燃烧初期和后期的火焰照片.研究结果还表明,较小的涡流比有利于提高二甲醚发动机的性能.
作 者：尧命发 郑尊清 罗毅 许斯都 作者单位：天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室,天津,300072 刊 名：燃烧科学与技术 ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF COMBUSTION SCIENCE AND TECHNOLOGY 年，卷(期)： 9(3) 分类号：O643.2 关键词：二甲醚 喷雾 燃烧 高速摄影篇8：非平衡性等离子体对燃烧影响的研究
非平衡性等离子体对燃烧影响的研究
建立了H2和空气的'化学动力学模型,计算并分析了电离产生的主要活性粒子和活性基对燃烧过程的影响.结果表明等离子体助燃可以明显提高反应速率,增加燃烧温度,增大火焰传播速度.
作 者：郭向阳 何立明 兰宇丹 GUO Xiangyang HE Liming LAN Yudan 作者单位：空军工程大学工程学院,西安,710038 刊 名：弹箭与制导学报 PKU英文刊名：JOURNAL OF PROJECTILES, ROCKETS, MISSILES AND GUIDANCE 年，卷(期)： 28(6) 分类号：V43 关键词：等离子助燃 化学动力学模型 反应速率篇9：固体燃料冲压发动机稳定燃烧机理研究
固体燃料冲压发动机稳定燃烧机理研究
利用三维有限体积TVD格式求解N-S/Euler方程组数值模拟固体燃料冲压发动机(SFRJ)突扩燃烧室、补燃室和喷管的统一内流场，研究了从亚声速、跨声速到超声速的整个工作过程，定量计算了发动机内流参数分布，初步揭示了SFRJ内复杂而稳定的'工作机理，对于进一步研究该类发动机的流量及工作特性有重要意义。
作 者：Chen Jun 陈军 武晓松 丘光申 作者单位：Chen Jun(Nanjing University of Science Technology)陈军,武晓松,丘光申(南京理工大学)
刊 名：兵工学报 ISTIC EI PKU英文刊名：ACTA ARMAMENTARII 年，卷(期)：2001 22(1) 分类号：V235.211 关键词：冲压发动机 固体燃料冲压发动机 数值模拟 TVD格式第3篇：工业技术对通用航空业影响研究论文
随着社会和经济的飞速发展，人们的生活水平显著提高。这一点在通用航空业上有很明显的体现。FAA的调查预测未来全球的通用航空人均飞行量会以每年1.5%的速度持续增长，航空飞行增长的背后必然对通用航空技术有了更高的要求。社会的需求压力和社会最新科技技术的变迁必将给现代通用航空业带来新的机遇和挑战。逐步迈向工业技术高端化
就美国来说，其通用航空业市场从飞机出现一直到1979年都处于高速上升的趋势，1979年之后美国通用航空市场逐渐饱和，交易量呈平缓下降的态势。但是，众所周知，美国是世界上最发达的国家，与美国航空陷入瓶颈状态构成非常鲜明的对比的情况是：世界通用航空市场在1979年之后依然处于强势增长的态势。2008年世界通用航空业市场交易额达到了顶峰，约为250亿美元，之后几年的交易量有所回落。2012年
