基于虚拟样机技术的发动机子系统设计方法研究
| 摘要 | 第1-5页 |
| Abstract | 第5-12页 |
| 第一章 绪论 | 第12-24页 |
| ·设计方式的发展历程 | 第12-14页 |
| ·直觉设计 | 第12-13页 |
| ·面向图纸设计 | 第13页 |
| ·计算机辅助设计 | 第13页 |
| ·数字化设计 | 第13-14页 |
| ·数字化设计的技术内涵 | 第14-17页 |
| ·图形处理功能 | 第14页 |
| ·数字化产品管理 | 第14-15页 |
| ·分析计算功能 | 第15-16页 |
| ·数字化设计和虚拟设计的关系 | 第16-17页 |
| ·发动机数字化设计的发展状况 | 第17-19页 |
| ·针对气门机构的研究 | 第17页 |
| ·针对拓扑优化设计的研究 | 第17-18页 |
| ·针对轻量化设计的研究 | 第18-19页 |
| ·针对疲劳寿命预测的研究 | 第19页 |
| ·本文的主要工作目标与内容 | 第19-24页 |
| 第二章 相关设计理论及技术研究 | 第24-46页 |
| ·虚拟样机技术 | 第24-28页 |
| ·虚拟样机技术的内涵 | 第24-25页 |
| ·虚拟样机技术构成 | 第25-26页 |
| ·建模技术 | 第26页 |
| ·仿真技术 | 第26页 |
| ·可视化技术 | 第26页 |
| ·开发工具简介 | 第26-28页 |
| ·有限元技术 | 第28-33页 |
| ·有限元法的基本思想 | 第28-29页 |
| ·有限元分析流程 | 第29-30页 |
| ·结构离散化 | 第29页 |
| ·选择位移模式 | 第29页 |
| ·确定单元的力学特性 | 第29-30页 |
| ·建立结构平衡方程 | 第30页 |
| ·求解节点位移和单元应力 | 第30页 |
| ·工程分析一般流程 | 第30-33页 |
| ·单元划分 | 第30-32页 |
| ·定义材料特性 | 第32页 |
| ·定义单元特性 | 第32页 |
| ·定义约束载荷 | 第32页 |
| ·提交计算求解 | 第32-33页 |
| ·本文相关有限元分析 | 第33页 |
| ·模态综合技术 | 第33-38页 |
| ·模态迭加 | 第33-34页 |
| ·部件模态综合 | 第34-35页 |
| ·模态正交化 | 第35-36页 |
| ·模态应力 | 第36-38页 |
| ·柔性体动力学 | 第38-41页 |
| ·柔性坐标运动学 | 第38-40页 |
| ·柔性体的运动方程 | 第40页 |
| ·多体系统仿真 | 第40-41页 |
| ·工程优化设计 | 第41-45页 |
| ·设计变量 | 第42页 |
| ·约束条件 | 第42-43页 |
| ·目标函数 | 第43页 |
| ·优化设计的数学模型 | 第43页 |
| ·结合虚拟样机技术的优化设计 | 第43-45页 |
| ·本章小结 | 第45-46页 |
| 第三章 气门机构虚拟样机构建 | 第46-70页 |
| ·概述 | 第46-47页 |
| ·气门机构设计介绍 | 第47-48页 |
| ·气门机构系统分析 | 第48-63页 |
| ·关于气门 | 第50-51页 |
| ·关于摇臂(总成) | 第51-52页 |
| ·关于液压间隙调节器 | 第52-56页 |
| ·HLA工作原理 | 第52-53页 |
| ·HLA动力学模型 | 第53-54页 |
| ·动力学模型中参数确定 | 第54-56页 |
| ·关于气门弹簧 | 第56-63页 |
| ·气门弹簧的技术要求 | 第56-58页 |
| ·气门弹簧的等效模型 | 第58-59页 |
| ·等效模型的参数确定 | 第59-63页 |
| ·动力学模型及虚拟样机 | 第63-67页 |
| ·样机验证及仿真分析 | 第65页 |
| ·仿真结果分析 | 第65-67页 |
| ·本章小结 | 第67-70页 |
| 第四章 凸轮型线优化方法研究 | 第70-88页 |
| ·概述 | 第70-72页 |
| ·基于虚拟样机的设计模式 | 第72-78页 |
| ·凸轮型线模型 | 第72-76页 |
| ·工作段型线 | 第72-74页 |
| ·缓冲段型线 | 第74-76页 |
| ·凸轮表面接触应力 | 第76-77页 |
| ·凸轮型线备选方案 | 第77-78页 |
| ·基于参数化样机的设计模式 | 第78-87页 |
| ·改进设计模式 | 第79-81页 |
| ·参数化样机建模 | 第81-83页 |
| ·系统激励方式的处理 | 第81页 |
| ·参数化样机的动力学模型 | 第81-83页 |
| ·优化设计计算 | 第83-85页 |
| ·优化计算模型 | 第83-85页 |
| ·动态设计研究 | 第85页 |
| ·优化计算结果 | 第85-87页 |
| ·本章小结 | 第87-88页 |
| 第五章 动态拓扑优化设计方法 | 第88-104页 |
| ·概述 | 第88-91页 |
| ·动态优化设计的必要性 | 第89-90页 |
| ·关于设计任务(摇臂支架) | 第90-91页 |
| ·优化设计流程 | 第91-93页 |
| ·虚拟样机及仿真分析 | 第93-97页 |
| ·动力学模型及虚拟样机 | 第93-95页 |
| ·柔性体部件及中性接口文件 | 第94-95页 |
| ·仿真分析及输出结果处理 | 第95-97页 |
| ·优化设计计算 | 第97-100页 |
| ·关于惯性释放 | 第97-98页 |
| ·拓扑优化算法 | 第98-99页 |
| ·拓扑优化结果 | 第99-100页 |
| ·后处理及方案验证 | 第100-102页 |
| ·拓扑优化结果后处理 | 第100-101页 |
| ·优化结果验证 | 第101-102页 |
| ·本章小结 | 第102-104页 |
| 第六章 动态轻量化设计方法 | 第104-124页 |
| ·概述 | 第104-107页 |
| ·轻量化设计的必要性 | 第104-105页 |
| ·轻量化的基本途径 | 第105-106页 |
| ·轻量化设计方法 | 第106页 |
| ·关于设计任务(发动机气缸体) | 第106-107页 |
| ·设计流程 | 第107-110页 |
| ·建立虚拟样机 | 第110-115页 |
| ·机构的动力学模型 | 第110-111页 |
| ·主轴承支撑模型 | 第110-111页 |
| ·生成柔性体部件 | 第111-113页 |
| ·建立虚拟样机及仿真分析 | 第113-115页 |
| ·有限元建模 | 第115-117页 |
| ·关于网格划分 | 第116页 |
| ·模态分析 | 第116-117页 |
| ·边界条件和载荷 | 第117-120页 |
| ·预紧载荷 | 第117-118页 |
| ·工作载荷 | 第118-120页 |
| ·复合多点约束(MPCs)单元 | 第118-120页 |
| ·气缸体强度分析 | 第120-122页 |
| ·本章小结 | 第122-124页 |
| 第七章 曲轴多轴疲劳寿命预测 | 第124-140页 |
| ·概述 | 第124-127页 |
| ·曲轴工作条件和强度问题 | 第124-125页 |
| ·提高强度的基本途径 | 第125页 |
| ·现有强度分析方法 | 第125-126页 |
| ·本章设计任务及方法 | 第126-127页 |
| ·设计流程 | 第127-128页 |
| ·有限元计算部分 | 第128-130页 |
| ·柔性体应力分析 | 第129页 |
| ·有限元模型及计算结果 | 第129-130页 |
| ·动力学仿真部分 | 第130-133页 |
| ·虚拟样机动力学模型 | 第131页 |
| ·虚拟样机仿真分析 | 第131-133页 |
| ·疲劳分析部分 | 第133-136页 |
| ·疲劳分析计算 | 第133-135页 |
| ·疲劳分析结果 | 第135-136页 |
| ·工艺强化 | 第136-139页 |
| ·滚压强化工艺 | 第136-137页 |
| ·残余应力计算 | 第137-139页 |
| ·本章小结 | 第139-140页 |
| 第八章 曲轴平衡重动态优化设计 | 第140-158页 |
| ·概述 | 第140-143页 |
| ·曲柄连杆机构的平衡 | 第140-141页 |
| ·平衡重的必要性 | 第141-142页 |
| ·平衡重设计方法 | 第142-143页 |
| ·设计流程 | 第143-145页 |
| ·有限元计算部分 | 第145-147页 |
| ·建立虚拟样机 | 第147-150页 |
| ·平衡重的选型 | 第147-148页 |
| ·机构动力学模型 | 第148-150页 |
| ·动态优化设计 | 第150-154页 |
| ·动力学仿真分析 | 第150页 |
| ·动态优化计算 | 第150-154页 |
| ·结构优化设计 | 第154-155页 |
| ·对比验证 | 第155-157页 |
| ·本章小结 | 第157-158页 |
| 第九章 全文总结 | 第158-162页 |
| ·研究成果和结论 | 第158-159页 |
| ·创新性和意义 | 第159-160页 |
| ·工作展望 | 第160-162页 |
| 参考文献 | 第162-170页 |
| 附录 攻读博士期间主要科研成果 | 第170-172页 |
| 致谢 | 第172页 |
