基于AVL EXCITE曲轴轴承系统流体动力润滑分析
利用AVL EXCITE DESIGNER进行发动机曲轴系统的模态分析
表 ２ 不考虑活塞连 杆重量 的约束模态
模态阶次 频率 （ Ｈ ｚ ） 主振型
３ ４ ５ ５ １ ． ６ Ｏ ５ １ ． ９ ４ ８ ８ ． ４ ０ 弯曲 弯曲 弯曲
扭振 占比 （ ％ ） 拉伸 占比 （ ９ ６ ） 弯 曲占比 （ ％ ）
０ ０ ０ ０ ０ Ｏ ｌ ０ Ｏ ｌ ０ Ｏ ｌ ０ ０
６ ７ ８ ９ ｌ ０ ｌ １ ｌ ２ ｌ ３ ｌ ４ １ ５ １ ６
８ ８ ． ４ ８ ９ ８ ． ８ ０ ｌ Ｏ ０ ． ５ ４ ｌ ４ ２ ． ５ ｌ ｌ ４ ７ ． １ ８ ｌ ６ ０ ． ３ ８ ２ Ｏ ２ ． ６ ３ ２ ８ ３ ． ６ １ ３ ４ ８ ． ０ ４ ３ ７ Ｏ ． ０ ６ ３ ８ ４ ． ０ ０
９ ９ ． ９ ９ ９ ． ８ ９ ９ ． ９ ３ ． ７ ８ ０ ． ９ ９ ０ ． ９ ４ ０ ． ８ ９ ４ ． ８ ７ ６ ． １ ４ ３ ． ４ ｌ ３ ． １
表 ３考虑活塞连 杆重量 的约束模态
模态阶次 频率 （ Ｈ ｚ ） 主振型 扭振 占比（ ％ ） 拉伸 占比 （ ％ ） 弯曲占比 （ ％ ） ３ ５ ０ ． ８ ６ 弯曲 ０ Ｏ ｌ Ｏ ０ ４ ５ １ ． １ ３ 弯曲 ０ ０ １ Ｏ ０ ５ ８ ３ ． ７ ４ 弯曲 ０ Ｏ ｌ Ｏ Ｏ ６ ８ ３ ． ８ ７ 弯曲 ０ Ｏ ． １ ９ ９ ． ９ ７ ８ ９ ． ３ ９ 弯曲 ０ ０ ． ２ ９ ９ ． ８ ８ ８ ９ ． ９ ２ 弯曲 ０ ． ２ ０ ． １ ９ ９ ． ７ ９ １ ３ ４ ． １ ９ 扭 振 ９ ０ ． １ ０ ． ２ ９ ． ７ ｌ Ｏ ｌ ３ ８ ． ２ ７ 弯曲 ６ ． ５ ｌ １ ． ５ ８ ２ ｌ ｌ ｌ ４ ９ ． ３ ６ 弯曲 ３ ． １ ５ ． ８ ９ １ ． １ ｌ ２ １ ９ ６ ． １ ３ 拉伸 ０ ． ３ ５ ７ ． Ｏ ４ ２ ． ８ １ ３ ２ ６ １ ． ９ ７ 弯曲 ４ ． ３ ４ ． １ ９ １ ． ６ ｌ ４ ３ ２ ５ ． ３ ５ 弯 曲 １ ． ９ ２ ８ ． ８ ６ ９ ． ３ ｌ ５ ３ ３ ７ ． ４ ５ 混合 ３ ８ ． ８ １ ９ ． ２ ４ ２ ． １ ｌ ６ ３ ６ ５ ． ９ ２ 扭 振 ５ Ｏ ． ２ ２ ６ ． １ ２ ３ ． ６
EXCITE
EXCTE 产品介绍动力单元的非线性动力学(Non-linear Dynamics of Power Units) 随着动力单元振动和噪声计算技术的不断提高及对这一技术的更高要求，需要有一种逼真的莫拟人。
AVL的EXCITE计算软件就是专门为这些应用开发的。
对曲轴系的所有运动件和滑动轴承的非线性这动都可以用这一专门的模拟技术进行建模。
大量计算结果与实验结果的对比显示用EXCITE对发动机动力学和噪声进行计算结果，这些计算结果与真值非常接近。
应用范围(APPLICATIONS)EXCITE是一种发动机设计的优化工具，也可以对已有发动力和动力单元进行分析和优化。
主要应用对象如下：曲轴系和发动机部件的动力学计算*动态负荷和变形的设计分析(隔板、曲轴、连杆、主轴承壁等)*？域中曲轴和飞轮的三维动态计算*基于发动机整个工作循环的EXCITE的结果结合有限元分析(FEA)进行应力分析*预测动力单元的结构振动(结构表面的绝对速度)*识别结构件的潜在噪声*分析机械激励的噪声机制*低噪声发动机设计的支持优化*设计参数的影响(材料，轴承间隙，飞轮和阻尼器设计，曲轴刚度等)三维的活塞动力学计算*接触区域的可视化(油膜中的压力分析)*接触区域机油间隙的充填*随时间变化的接触压力引起的活塞对缸套的动态激励*设计参数对活塞动力学影响的趋势分析(活塞型线，质量分布，活塞销偏移，活塞裙部及缸套的刚度等。
)发动机固定和支架的设计(避免共振的措施)也可由EXCITE得到支持计算方法(CALCULATION METHOD)基本的模拟概念基于将非线性的机系统划分成线性的弹性子系统，在这些子系统之间非线性连接。
这样在模拟模型中线性的弹性体(如缸体，整体运动+振动；曲轴振动+转动)可以通过非常高的非线性连接(如滑动轴承中的油膜或位于缸套内侧与活塞缸套接触的油膜)。
这样就可对具有复杂结构的动力单元进模拟，而且在频率可达3KHZ的范围内具有很好的计算效率。
AVL 流体分析软件能力介绍
了 k- ε 模型的快速稳定性及 RSM 模型的高精度，非常适合工程应用；
• HVAC, 乘客舒适性分析 除了可以对车厢内流场进行计算，软件还提供了根据人体所感受到的温度及壁面空 气流速综合形成的人体舒适性评价指标，更可以考虑人体代谢等生理反应(作为边 界条件)对舒适性的影响
862158996822no327rongqiaoroadpudongnewdistrictshanghai201206china李斯特技术中心上海有限公司avllisttechnicalcentershanghaicoltd基于avl多年的动力系统开发设计经验软件开发有多重旋转坐标系模块可以对风扇泵等部件进行快速模拟从而准确模拟发动机舱内underhood的流动现象优化部件布局一维共扼热传导油箱灌注和汽车雨水管理在单cpu或并行构架上smpmpi计算稳态和瞬态现象任意和滑移网格交界面移动网格功能不可压可压亚音速和超音速计算采用强壮的高阶差分格式获得高质量的结果开放的构架方便加入用户开发的模型????????3前后处理31先进的前处理fame自动网格生成器fame是目前唯一能自动生成以六面体为主高质量网格的网格生成器六面体网格对提高流体及有限元分析结果的精度非常重要
AVL LIST TECHNICAL CENTER (SHANGHAI) CO.LTD
由于采用先进的网格生成技术，静态进气系统的建模过程可在一小时内完成。排气管 内除一般的流动传热分析外，FIRE 还有专门的尾气处理模块对三元催化转化器内的流 动，传热及排放物的转化进行模拟计算。国内也有 FIRE 用户成功进行催化器 CFD 模 拟和试验研究。
基于EXCITE的曲轴系统扭转振动分析
基于EXCITE的曲轴系统扭转振动分析
基于EXCITE的曲轴系统扭转振动分析
以扭转振动作为优化目标,建立了EXCITE模型,仿真分析了不同飞轮惯量下的轴系扭振的变化规律,然后进行了不同的皮带轮惯量和扭转刚度系数对轴系扭振影响的理论研究,通过选用合理的扭振减振器参数对轴系扭振的影响做了进一步的分析.仿真结果为认识内燃机轴系扭振提供了较为全面的参考信息,对实际工程分析具有一定的指导意义.
作者：岳东鹏石传龙 YUE Dong-peng SHI Chuan-long 作者单位：天津工程师范学院,汽车与交通学院,天津,300222 刊名：天津工程师范学院学报英文刊名：JOURNAL OF TIANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION 年，卷(期)：2009 19(2) 分类号：U464.133 关键词：轴系 EXCITE 扭转振动。
【技术贴】动力学分析中的滚动轴承
【技术贴】动力学分析中的滚动轴承大家好！随着EXCITE Power Unit软件在齿轮箱分析领域的开疆拓土，有越来越多的CAE工程师开始采用EXCITE Power Unit进行齿轮箱动力学分析。
尤其针对齿轮箱NVH分析，EXCITE以其高分析精度广受业界好评。
另外，新版本也在建模便利性和计算效率上不断推陈出新，力求更好的用户友好性。
滚动轴承作为齿轮箱建模必不可少的一环，它的建模在EXCITE Power Unit中有多种方式，而每种方式都各有特点，用户可以根据实际情况进行合理选择。
本期技术贴给大家详细介绍每种滚动轴承建模方式及各自特点，以期为EXCITE齿轮箱动力学分析用户提供建模和分析参考。
一．前言：滚动轴承作为轴和壳体或轴和轴之间的连接部件，在动力学分析中，传递体与体之间的作用力。
它的核心参数与其他连接副并无它异，即刚度和阻尼。
但是，由于滚子的存在，内外圈之间的连接刚度会随着滚子位置不同或作用力方向不同而发生微小的变化；另外，对于高速运转的轴承，滚子的离心力也会随转速升高逐渐增大，从而变得不可忽视，它的作用会使得外圈受力大于内圈受力，如果是角接触球轴承，受力方向还会受离心力的影响。
不论是刚度变化还是离心力的影响，都会导致轴承力的波动，从而传递到结构体引起结构振动，产生振动噪声。
常见的滚动轴承类型及示意图如下表所示：二．滚动轴承建模方式：考虑到动力学模型中滚动轴承的核心参数依然是刚度和阻尼，在EXCITE Power Unit中建立滚动轴承推荐采用的单元有FTAB单元和Rolling Elements Bearing，其中FTAB单元实际上是通用的非线性连接副，它可以通过T able的形式定义任意自由度的非线性刚度和阻尼，所以滚动轴承自然也可以采用。
而Rolling Element Bearing则是EXCITE Power Unit中专门用于滚动轴承连接副的单元，所以它能够考虑的因素也是最全面的。
205_基于AVL EXCITE Designer整车传动系扭转模态分析_长安汽车_李晓峰等
基于A VL EXCITE Designer 整车传动系扭转模态分析李晓峰，马小英，何健，张磊，蓝军(长安汽车动力研究院 汽车噪声振动和安全技术国家重点实验室，重庆，401120) 摘要：传动系的扭振问题是整车匹配的重点工作之一，为了避免产生齿轮敲击等噪声，需要对其扭转固有频率进行重点关注，保证扭转固有频率分布在合理的范围之内。
针对以上问题，本文以某款前置前驱整车传动系统为研究对象，利用AVL EXCITE Designer 软件创建一维仿真模型，计算了传动系的固有频率，并预测了双质量飞轮处的扭转共振。
通过分析，有效地验证了传动系的扭转特性，最终对双质量飞轮惯量和减振弹簧刚度的匹配及优化起到了一定的指导作用。
关键词：传动系；双质量飞轮；模态分析；临界转速 主要软件：AVL EXCITE Designer1. 前言随着汽车工业的发展，汽车NVH 性能日益受到人们的重视。
传动系扭转振动作为汽车结构振动及车内噪声的主要影响因素，已经在汽车项目开发过程中给予很大程度的关注。
尤其是传动系的扭转共振，更是在筛选离合器及减振器或双质量飞轮时就要预测并避免。
本文利用AVL EXCITE Designer 软件，创建整车传动系一维仿真模型，分析传动系双质量飞轮方案扭转模态，评判双质量飞轮方案是否满足传动系扭转振动要求。
2. 分析对象本文以某款前置前驱整车传动系为研究对象。
该整车搭载直列三缸涡轮增压汽油机、双质量飞轮及五档双离合变速器。
发动机及变速器相关参数如表1所示。
3. Designer 模型3.1 计算工况整车传动系模态分析需要计算变速器无预挂档五个档位工况、变速器预挂档五个档位工况和空挡怠速工况。
变速器无预挂档工况和预挂档工况搭建的模型一致，只是变速器各档位的等效转动惯量不同。
3.2 模型创建各档位工况及空档怠速工况的Designer 模型如图1、图2所示。
表1 发动机及变速器参数发动机参数冲程 缸径 连杆长度 额定转速 排量 81.8mm 72mm 137mm 5400rpm 1.0L 变速器速比1st 2nd 3rd 4th 5th 13.18817.04264.95573.72472.7922档位工况模型包含发动机、变速器、差速器及整车四个部分。
基于机体与曲轴耦合下的船舶柴油机主轴承热弹性流体动力混合润滑特性_魏立队
鉴于机体和曲轴有限元模型自由度数量的庞 大，运动方程的求解效率非常低，须对模型自由度 数量缩减。 [10] 根据 Craig-Bampton 模态综合法 ， 机体物理 坐标与模态坐标间转换关系如下
xb X b i xb b 0 xr
b b T b b b I xr xr
Thermo-elasto-hydrodynamic Mixed Lubrication of Main Bearings of Marine Diesel Engines, Based on Coupling between Flexible Engine Block and Crankshaft
1 y dy 0 η y 1 1 y y dy dy dy (10) α 2 = h3 ρ 1 0 0 η 1 0 η dy 0 η y 1 0 η dy dy 1 1 1 0 η dy
大型船用主柴油机径向滑动主轴承的工作好 坏，将直接影响到曲轴的可靠性和寿命，进而影响 到整个柴油机、甚至整个船舶的安全和寿命。尤其
* 国家高技术研究发展计划(863 计划，2013AA040203)和国家自然科学 基金(50975035)资助项目。20130813 收到初稿，20140312 收到修改稿
1
h(u J uS )
y
0
(Hale Waihona Puke 1)式(5)代入式(4)则得到曲轴缩减运动方程
c c c a a Mc q Cc q K c qa Qc
机体与曲轴耦合后为
h dy
0
(12)
月 2014 年 7 月
EXCITE PU_advanced5_EHD液力润滑轴承分析
n
n
n
轴承 Bearing structure 有限元 Finite Elements 油膜 Oil film 有限差分 Finite Differences 轴颈 Journal structure 有限元 Finite Elements
.8.
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建
(T)EHD(2) 液动滑动轴承
(T)EHD(2) Radial Slider Bearing Joint
网格定义要求
EHD/EHD2 Joints § Nodes on bearing surface can only contain linear tetra-, penta-, and/or hexahedra elements § Mesh must be regular, i.e., evenly spaced in both the axial and circumferential directions § EHD2 only: either all nodes of an axial layer have to show the same axial coordinate or all the nodes of each axial layer have to show the same circumferential position § Finite element model should match the diameter and width of the bearing § Number of FE nodes on the bearing surface § For NVH and CS Dynamics, minimum mesh density requirement of 24x3 § For Bearing Analysis, Note: Too few nodes affect the accuracy and stability of the program § Axial direction very simple structures 3 in general 5-7 fine modeling of groove 9 § Circumferential direction in general 40 – 60 § Don’t omit any node on the shell surface for condensation