柴油机机体模态分析与结构改进.pdf

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1、第39卷第6期2010年12月小型内燃机与摩托车SMALl．INTERNALCOMBUSTIONENGINEANDMOTORCYCLEV01．39No．6Dec．2010·振动·噪声·柴油机机体模态分析与结构改进阙沛祯黄锦成秦建宾窦昊(广西大学机械工程学院广西南宁530004)摘要：为降低机体的表面结构振动和噪声辐射，采用ANSYS有限元分析软件建立了495型柴油机机体的有限元模型，对其进行自由模态分析，并对机体进行了试验模态分析。通过有限元结果和试验结果比较，验证了计算模型的准确性。根据模态分

2、析结果，得出机体的固有振动特性。在该模型的基础上，增加了梯形加强板结构，使其固定于机体油底壳法兰底部。计算结果表明，铝制加强板能提高机体裙部刚度，抑制机体裙部的开合振动，有效地提高机体的固有频率。关键词：柴油机机体模态分析加强板中图分类号：TK421．6文献标识码：A文章编号：1671—0630【2010)06—0084—05ModalAnalysisandStructuralImprovementforCylinderBlockofDieselEngineQuePeizhen，HuangJin

3、cheng，QinJianbin。DouHaoCollegeofMechanicalEngineering，GuangxiUniversity(Nanning，Guangxi，530004，China)Abstract：Inthispaper，inordertoreducevibrationandnoiseradiationofthecylinderblocksurface，thefi—niteelementmodelofcylinderblockofa495一typedieselenginew

4、asestablishedanditsmodalanalysiswasdonebyusingANSYSFEAsoftware．ExperimentalmodalanalysisofthecylinderWaScarriedout．Calculationresultswerecomparedwiththosefromtheexperimentsandmodelwasprovedtobeeffective．Accordingtothemodalanalysisresults．theinherentv

5、ibrationcharacteristicsofthiscylinderblockwereobtained．Then，alad—der—shapedstiffenerwasfixedontheoilpanrailofthecylinderblock．Calculationresultsshowedthatthisalu—minumstiffenercanimprovethestiffnessandinhibitopeningandclosingvibrationoftheskirtsectio

6、n．Andthenaturalfrequencyofthecylinderblockwasimprovedeffectively．Keywords：Dieselengine，Cylinderblock，Modalanalysis，Stiffener引言随着人们对汽车NVH性能要求的不断提高，控制发动机的振动和噪声显得尤为重要。发动机本体辐射出的噪声，大部分都是由发动机外表面结构振动引起空气振动而向外辐射产生的。其中机体表面辐射的噪声最大，达发动机噪声的29％，油底壳的噪声达26％。因为机体和油底

7、壳的表面积大，机体受到缸内燃烧压力和惯性力的直接激励，而油底壳固定连接于机体的底部，机体裙部振动的激振力传给油底壳，引发油底壳振动而辐射出噪声。所以可以说通过在内部传递途径占重要地位的机体和油底壳表面辐射的噪声超过55％¨J。机体作为发动机的骨架，是所有部件安装的基体，其振型对整机的振动和噪声影响尤为显著。机体表面振动速度的大小及分布规律主要取决于结构本身的振动特性，如机体扭转，侧板弯曲以及裙部的开合振动等。所以通过研究机体的振动响应特性，抑制机体壁的振动，能有效降低发动机的振动和噪声。本研究采

8、用有限元模态分析和试验模态分析相作者简介：阙沛祯(1984一)，男，硕士研究生，研究方向为内燃机振动与噪声控制。第6期阙沛祯等：柴油机机体模态分析与结构改进85结合的方法，对某495型柴油机机体的动态特性进行研究，并在机体底部增加梯形加强板结构，以研究其对机体固有频率和曲轴箱模态的影响。1机体有限元模态分析和试验模态分析1．1机体有限元自由模态分析本研究利用ANSYS有限元分析软件的实体建模功能，直接在ANSYS中建立了机体的实体模型。为保证模型精确反应实际机体的结构，在机体的实体建模中，除了忽