基于曲轴——轴承系统多目标的内燃机曲轴轴承综合优化设计.pdf

《基于曲轴——轴承系统多目标的内燃机曲轴轴承综合优化设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、基于曲轴一轴承系统多目标的内燃机曲轴轴承综合优化设计IntegratedOptimizationDesignofCrankshaftBearingBasedonMulti··ObjectiveofCrankshaft·-BearingSystem2011年4月合肥工业大学本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学硕士学位论文质量要求。答辩委员会签名：(212作单位、职称)主席：辞粤缁中闶碟髻≠联戈善锨缆委员：驯一鸣胗肥乙够六芬7黼铂o2些东#导师：辑≮。l为J苏唆厉肛嫒独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导

2、下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标志和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得盒目巴王些厶堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签字：乡保科签字日期：2pff年彳月才自学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解盒妲兰些态堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅或借阅。本人授权金胆』些叁堂可以将学位论文的全部或部分

3、论文内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文者签名：乡、懵＼时签字日期：2口f1年钿冬竭学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：导师签名：签字日期‘菊11年4月z}日电话：邮编：基于曲轴一轴承系统多目标的内燃机曲轴轴承综合优化设计摘要目前曲轴轴承优化设计一般仅以轴承单一零件为研究对象进行，不考虑其与所处系统其它部分的相互影响。但是曲轴轴承和曲轴作为一个系统存在，内燃机工作时曲轴轴承和曲轴之间存在着各种不可分割的机械行为，它们相互作用、相互

4、影响，性能也息息相关。另外，曲轴轴承与曲轴的-丰要结构尺寸(轴颈直径和宽度)存在相互对应的关系。可见，如果曲轴轴承优化设计仅局限于轴承单个零件，不考虑对系统中与之相关联的零件——曲轴的结构和性能影响，从系统观点出发其结果只能是局部优化解，而且还可能导致曲轴结构或性能的恶化，不能满足使用要求。因此，对曲轴轴承进行优化设计时，有必要考虑整个曲轴一轴承系统中不同零件的多个评价目标并对它们进行综合优化，这样曲轴轴承优化模型才能更加合理、接近实际。本文以N485柴油机曲轴一轴承系统为研究对象，设置了轴承和曲轴的三维结构尺寸设计空间，并分别

5、计算了两个零件在各自设计空间中每个设计点的轴承润滑性能和曲轴强度，建立了轴承的润滑性能数据库、曲轴强度数据库及曲轴质量计算公式。采用线性插值法和BP网络法两种数据处理方法，以建立的轴承润滑性能数据库、曲轴强度数据库和曲轴质量计算公式为基础进行了数据计算。相比实际性能分析的过程，这两种插值算法大大减少了数据处理的时间，而且精度较高。进行了基于曲轴一轴承系统多目标的曲轴轴承综合优化设计。优化设计中，选取曲轴轴承总平均摩擦功耗和曲轴质量为目标函数，采用指数曲线式权重系数递减策略的粒子群算法和模拟退火算法进行智能优化计算。两种智能优化算

6、法的优化解与原机设计进行对比的结果表明，通过优化设计曲轴轴承总平均摩擦功耗分别减少26．2％和25．8％，曲轴质量都减少5．3％，比原机设计更加合理。将综合优化设计结果与曲轴轴承单目标优化设计结果进行了对比，综合优化结果表明，曲轴轴承的摩擦功耗和曲轴的质量得到进一步的降低，曲轴安全系数有所增加，比仅以曲轴轴承为研究对象进行的单目标优化设计更合理。关键词：内燃机；曲轴轴承；多目标；优化设计；智能优化算法IntegratedOptimizationDesignofCrankshaftBearingBasedonMulti一0bjec

7、tiveofCrankshaft—BearingSystemABSTRACTCurrentlycrankshaftbearingwasusuallytakenastheonlyresearchobjectwhenitwasoptimized．buttheinteractionbetweencrankshaftandbeatingswasignored．Asasystem，crankshaftandbeatingswereincluded，therewereseriousofmechanicalbehaviorbetweenthe

8、mwheninternalcombustionengineworks．Theyaffecteachother,performancewerealsorelated．Additionally,correspondingrelationshipwereexistin