Key words: diesel engine, crank linkage mechanism, kinematics, dynamics, simulation。

目录

第一章 绪论 1

1。1课题研究的目的和意义 1

1。2国内外研究现状与手段 2

1。3本文主要研究内容及研究方法 4

第二章 曲柄连杆机构的动力学理论分析计算 6

2。1运动学理论分析 6

2。1。1活塞位移理论公式 6

2。1。2活塞运动速度理论公式 7

2。1。3活塞运动加速度理论公式 8

2。2动力学理论分析 8

第三章　柴油机曲柄连杆机构动力学模型建模 12

3。1活塞模型的建立 14

3。2连杆模型的建立 16

3。3曲轴模型的建立 18

第四章 曲柄连杆机构动力学仿真分析 23

4。1添加约束和驱动 23

4。2曲柄连杆机构运动学仿真分析 24

4。3曲柄连杆机构动力学仿真分析 28

结论 36

致谢。。。 36

参考文献 37

第一章 绪论

1。1课题研究的目的和意义

    自1897年狄塞尔发明了世界上第一台四冲程柴油机，到如今遍布全世界的技术先进的柴油机，柴油机设计已有一个多世纪的发展历史。如今的柴油机具有热效率高、适应性好、结构紧凑等特点，在交通工具和许多工业领域上得到广泛地运用。20世纪50年代以来，随着科技的迅猛发展，柴油机在船舶和汽车动力装置中渐渐确立了其主导地位[1]，并且在未来的数十年内，其主导地位不会发生变化。文献综述

曲柄连杆机构作为柴油机最重要的组成部分之一，其动力学特性在很大程度上影响着柴油机的工作性能。柴油机工作时，曲柄连杆机构在高压下作高速旋转运动，其受力情况也十分复杂，同时，由于曲柄连杆机构的各个组成部件具有各不相同大的几何形状、材料特性、刚度和质量，对它进行动力学分析一直以来都是内燃机分析设计工作的难点。在多种周期性变化载荷的作用下,如何在设计过程中保证曲轴具有足够的疲劳强度和刚度及良好的动静态力学特性成为曲轴设计的关键性问题[2]。对柴油机曲柄连杆机构进行运动学和动力学分析的是为了通过对其工作过程模拟仿真，得出机构各部件的受力曲线图，分析受力并做出改进以减小活塞对气缸壁的侧压力，从而减小气缸壁的磨损。传统的分析方法有两种，分别为图解法和解析法，用这两种方法难以做到准确地确定曲轴上各个轴颈的载荷、活塞曲柄连杆之间的相互推力以及发动机的输出特性。随着社会和科学技术的进步，内燃机的设计必须满足更多更严格的要求，如内燃机的低排放、低噪音，内部构件的安全性、可靠性、耐久性等，这些性能必须在设计内燃机时通过精确的仿真分析和相应的优化来达到。这就需要利用计算机模型、分析和设计技术。论文网

Ivan Sutherland在1965年首次提出虚拟现实的概念，之后形成了动态模拟仿真分析技术与CAD、3D建模和虚拟现实技术同步发展的局面，近几十年来，计算机仿真技术日益成熟，仿真软件越来越多且更加完善和人性化，计算分析结果的精确度越来越高，内燃机等许多机械工程领域内的设计难题以虚拟模型的形式在计算机中模拟仿真，得以解决。