请教DrLan关于Designer计算结果的评价标准

zchai_2001

DrLan,你好!刚刚接触Designer,想请教几个关于计算结果的评价标准。并利用它校核计算曲轴皮带轮直径更改对发动机曲轴等零部件的影响。
        我们的发动机是1.0L四缸四冲程汽油机，曲轴皮带轮更改前后，扭振的固有频率分别为503.2Hz和473.6Hz，结果是否合理。
       另外，蓝博士，是否还有其他项目的评价标准，Designer计算后应该重点关注哪些结果？希望蓝博士予以解答！

DrLan

1、曲轴皮带轮更改前后，扭振的固有频率分别为503.2Hz和473.6Hz。
蓝：对于1升四缸机，该扭振频率应该说频率还可以。但是最后还是要直接扭振振幅，综合振幅小于0.2～0.4deg
2、车用发动机，无减振器时，一般评价扭振振幅就够了。当然要检查一下振型、临界转速等相关的结果。扭振强烈时可能要加减振器。另外最好算算弯扭耦合强度，避免扭振对强度带来影响。

zchai_2001

谢谢蓝博士,我还想问一下,皮带轮的Speed Irregularity应该重点关注哪个转速范围,查看了一下AVL给我们做的一个报告,里面说是一般应不小于±5%的范围,其中的负号在图上如何理解?我们的计算结果如图,博士帮着评价评价是否合理??太谢谢了!

DrLan

转速波动一般看飞轮端的结果。
你说报告写的是一般应““不小于””±5%的范围, 是“不小于”吗？你看错了吧，应该是“不大于”。

zchai_2001

对不起,写错了!谢谢蓝老师的解答！

飞轮端的转速不均匀性评价标准也是小于±5%吗？应重点关注哪个转速范围？

顺便问一下，连杆大小头质量的定义是从质心分开，然后测量得到的质量数吗？

[ 本帖最后由 zchai_2001 于 2007-3-28 13:29 编辑 ]

DrLan

"飞轮端的转速不均匀性评价标准也是小于±5%吗？"
蓝：说的就是飞轮端。
皮带轮端对于配气机构传动可能会有些影响，一般避免出现皮带轮的强烈扭振即可满足皮带传动的要求

应重点关注哪个转速范围？
蓝：一般看发动机的主要工作转速范围。

zchai_2001

蓝老师，我们现在正在计算的项目是车厂为了增加空调的制冷量，将曲轴皮带轮上的空调压缩机用的轮直径由φ98加大，我们计算了两种方案，分别是加大到φ138和φ147（皮带轮工艺一样，φ147皮带轮转动惯量大于φ138皮带轮的转动惯量）计算后φ147皮带轮的一阶固有频率最小，但是在5000rpm时使用φ147皮带轮各曲柄销拐径圆角处的Safety Factor比φ138的大,而主轴销拐径圆角处的Safety Factor却差不多,这种现象如何解释!是正常现象吗?

我们扭振计算时,输入的边界条件中Power Distribution输入5000rpm（发动机额定转速，最苛刻的工作条件）飞轮端输出功率的百分比以及皮带轮端输入消耗功率百分比,比例和为1.0。

我认为这种结果不正常,但也无法解释这种结果，查了一通，也没有找到原因，希望专家能帮助解答!

谢谢博士！

[ 本帖最后由 zchai_2001 于 2007-3-29 10:52 编辑 ]

DrLan

用大的皮带轮盘，扭振固有频率当然下降。看看是否影响临界转速和相应的扭振振幅。对于不同的皮带轮，对扭振的影响是朝哪个方向的，扭振增加或降低或几乎不变都有可能，那么它们对圆角强度的影响便可以得知了。

simulation control中，
cylinder damping采用 program calculated,
power distribustion可以分配功率，总和为1。但是我不知道你的5000rpm是怎么回事。

zchai_2001

谢谢老师！

我从图纸上查到额定转速5000rpm时,空调压缩机、水泵以及发电机等附件消耗的功率为5.71kW,作为Pulley端功率；发动机额定功率为38.5kW，作为flywheel端的功率，比例总和为1.

程序计算时，是不是在任何转速下，均匀按照这个分配功率进行计算？但是实际上在其他转速时的分配功率不一定是输入的那个百分比呀！

[ 本帖最后由 zchai_2001 于 2007-4-1 13:49 编辑 ]

DrLan

你说得对。
这里也考虑不了这么细了，你考虑一下主要转速范围内的比例分配情况吧。

zchai_2001

谢谢老师！还有问题！

1.蓝老师在帖子中多次提到临界转速,从教材（杨连生编的内燃机设计中第四章第六节，P163）上找到了临界转速的定义，并 从计算结果中输出了一个临界转速曲线！输出结果Critical Engine Speeds目录下的Mode（共计12个）代表什么，每个Mode [rpm]的横坐标Order（也是12个）含义是什么？两者有什么关系？

2.上面的教材里提到：内燃机曲轴系统强迫振动时，曲拐上作用着多个简谐干扰力矩，阶数k理论上有无穷多个，实际上只考虑12阶以下的谐量，这里的阶是指上面提到的Mode还是Order？

3.评价临界转速时是不是只看Mode 1下的Order 1?

DrLan

1、区分一下概念：

振型（或叫模态Mode），属于固有特性。是自振分析中各特征值（或叫固有频率）对应的特征向量（或叫振型或Mode），一般叫第一主振型（单结振型）、第二主振型（双结振型）、第三主振型（三结振型），依此类推。详见杨先生书中p148。

激励谐次（激励的FFT简谐分析或叫调和分析中的Order），属于激励特性。是基频的倍数（四冲程机为0.5, 1, 1.5....），一般到12谐次足够。

2、评价临界转速?
蓝：要看在转速范围内，每个固有频率＝重要激励谐次频率时（共振条件），的临界转速。杨先生书中写得很清楚。

zchai_2001

还是关于固有频率的问题,在一份AVL报告中看到"The 4th order excitation within engine speed is 400 Hz at 6000 rpm and 467 Hz at 7000 rpm."这是固有频率的评价标准吗?如何理解?

DrLan

这句话没有一点谈到固有频率的事情，只是讲了第4阶激励频率在各转速下所在频率。

zchai_2001

蓝老师,Designer的计算结果是曲轴皮带轮的转动惯量增加后,曲轴的扭振倾向减小了,曲轴更加安全了!仔细检查了所有的输入数据,全是准确的!
计算结果正确吗?如何用理论来解释这种现象?领导问了,我们也解释不明白?希望老师帮帮忙!!

DrLan

曲轴皮带轮的转动惯量增加后,曲轴的扭振倾向减小了,曲轴更加安全了？
蓝：这的确很不好说。我的感受是皮带轮的惯量的增加（当然不可能增加很多）不会对扭振造成太大的影响（无论是增大还是减小）。
扭振计算的simulation设定时，填入101步可允许的最小步长。你上面贴的图，转速步长太大，曲线不能反映细节。