車用空壓機曲軸連桿機構的動力學分析與仿真.pdf

1、曲軸是活塞式壓縮機的關鍵部件之一，在壓縮機工作過程中承受復雜、交變的動態(tài)載荷，從而使曲軸有著復雜的動態(tài)特性，其動態(tài)特性的好壞直接影響壓縮機整機的可靠性和壽命等，因此對曲軸的動態(tài)特性進行理論和實際的研究分析具有重要的現(xiàn)實意義。傳統(tǒng)的設計、分析方法的簡化難以滿足企業(yè)的需要，而多體動力學和有限元法的發(fā)展使得較精確的分析曲軸動力學響應問題成為可能。 本文以EQ1141G型車用空壓機為研究對象。首先，分析了壓縮機曲柄連桿機構的運動規(guī)律，并

2、采用Matlab程序設計語言實現(xiàn)曲軸連桿機構的運動學仿真，得到了壓縮機活塞位移與曲軸轉角的一一對應關系，便于計算壓縮機各工作過程端點的活塞位移值，從而迅速地確定對應時刻的曲軸轉角值。 其次，在分析壓縮機曲軸連桿機構拓撲構型的基礎上，采用多體動力學仿真軟件ADAMS分別建立曲軸連桿機構的多剛體動力學模型和多柔體動力學模型，通過對比兩種模型的仿真分析結果得知，曲柄連桿機構中與曲軸彈性體不發(fā)生相互作用的剛性部件之間以及連桿小頭和活塞銷

3、之間的相互作用關系用兩種模型都可以得出比較準確的分析結果；而曲軸和軸承之間的相互作用只有多柔體動力學模型能夠給出合理且相對準確的分析結果。 最后，通過采用多柔體模型進行仿真分析得到的作用在曲軸軸頸及曲柄銷上的動態(tài)載荷作為曲軸動態(tài)響應分析的邊界條件，運用有限元分析軟件ANSYS對曲軸進行較為精確的應力、變形分析，以獲得曲軸在整個工作行程中的動態(tài)響應，從而可以方便的找到曲軸工作時的危險部位，為曲軸優(yōu)化提供理論基礎。 研究結果