3.1   曲柄连杆机构的运动学 12

3.1.1 活塞的运动分析 12

3.1.2 连杆的运动分析 16

3.2  曲轴连杆机构的动力学分析 19

3.2.1曲柄连杆机构的质量换算 19

3.2.2曲柄连杆机构中的作用力和力矩 20

3.2.3曲柄连杆机构中力的传递及作用效果分析 22

3.3  本章小结 25

第四章 曲柄连杆机构的运动仿真 26

4.1 理论基础 26

4.1.1有限元理论 26

4.1.2 多体动力学理论 27

4.1.3 AVL-EXCITE 轴系多弹性体系统动力学 28

4.2 有限元模型的建立 30

4.2.1 曲轴有限元模型的建立 30

4.2.2 建立几何模型 30

4.2.3 划分有限元网格 30

4.2.4  定义材料和单体属性 31

4.3  有限元模型的后处理 32

4.3.1定义自由度节点 32

4.3.2有限元子结构模型的缩减 32

4.4   EXCITE多体动力学模型的建立 33

4.4.1  定义体单元 33

4.4.2  连接体单元 33

4.4.3 多体动力学模型的建立 34

4.4.4  轴系全局参数及载荷 35

第五章 仿真结果的计算与分析 37

5.1 多体动力学结果校验 37

5.1.1 曲轴节点的运动学分析 37

5.1.2 曲柄销的受力载荷分析 38

5.2 分析结果总结 41

第六章   结论 42

第七章  参考文献 43

致  谢 44 

第一章 绪论

1.1课题来源及意义

柴油机的热效率非常高啊，应用的范围非常广泛，所以我们要不断的强化船用柴油机的使用程度。然而由于在高速运转的过程中，柴油机的轴系传递着非常大的载荷,从而使得轴系的扭转振动情况变得非常的复杂,因此柴油机的动力学的计算和分析研究是非常重要的。柴油机有着：经济性好，范围广，尺寸小，质量轻，动力性能好，可靠性高，维修也比较方便等诸多优点。因此船舶的上的绝大部分动力和电力系统依靠柴油机，所以研究柴油机有着很大的意义。

传统的柴油机轴系动力学分析都是建立在静力学等效原则上的基础上对各个构件进行动力学分析，然后再计算，但是由于曲轴连杆机构的受力情况复杂，是一个非常繁琐的过程，然而随着科学技术的发展，近几年来，以优化，动态，轻量的仿真方法在柴油机上开始使用起来。本题以柴油机的曲轴连杆为例，运用UG 软件进行建模，运用机械动力分析仿真软件AVL进行仿真，然后对曲柄连杆机构进行运动和动力分析，从而使得我们对柴油机的工作原理有着更加清楚的了解。