基于代理模型的柴油機(jī)油底殼多目標(biāo)優(yōu)化.pdf

1、大功率柴油機(jī)具有工作負(fù)載大、連續(xù)運(yùn)行時(shí)間長、工作環(huán)境的特點(diǎn)，一直以來，柴油機(jī)面臨著在保證動力性和耐久性前提下如何降低其NVH的問題。非道路柴油機(jī)排放的第Ⅲ階段規(guī)定實(shí)施的背景下，柴油機(jī)的減振降噪技術(shù)研究日漸引起重視。油底殼提供柴油機(jī)結(jié)構(gòu)噪聲輻射的25％，因此針對油底殼進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、輕量化和減震降噪的多目標(biāo)優(yōu)化，對我國柴油機(jī)的技術(shù)進(jìn)步具有重要意義。
　　本文研究對象是某大功率直列六缸高壓共軌柴油機(jī)。本文利用有限元和多體動力學(xué)的方法，建

2、立了整機(jī)多體動力學(xué)模型。通過頻率響應(yīng)分析、模態(tài)分析和多體動力學(xué)分析的方法，進(jìn)行了整機(jī)振動仿真研究。利用最優(yōu)拉丁超立方方法構(gòu)建代理模型，對油底殼的振動響應(yīng)，強(qiáng)度，重量進(jìn)行了優(yōu)化，研究了不同設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋方案下油底殼表面節(jié)點(diǎn)振動并分析了不同結(jié)構(gòu)對油底殼振動的影響。主要研究分為三部分:
　　(1)整機(jī)耦合激勵(lì)下的油底殼振動噪聲分析
　　首先構(gòu)建發(fā)動機(jī)整機(jī)多體動力學(xué)模型，進(jìn)行十個(gè)以上連續(xù)循環(huán)模擬，分析油底殼的振動情況。將配氣機(jī)構(gòu)、曲柄連

3、桿機(jī)構(gòu)的激勵(lì)作為輸入條件，給予充分考慮。研究結(jié)果表明，發(fā)動機(jī)油底殼的振動主要多集中在500Hz以下的低頻，與一般大型柴油機(jī)一致。發(fā)動機(jī)油底殼表面遠(yuǎn)離懸置點(diǎn)和螺栓固定點(diǎn)的位置振動更為激烈。該發(fā)動機(jī)油底殼的結(jié)構(gòu)使得油底殼表面振動分布不均，發(fā)動機(jī)自由端方向的油底殼比飛輪端方向的振動更加劇烈。發(fā)動機(jī)的懸置剛度對發(fā)動機(jī)表面振動存在影響，大剛度懸置可以降低發(fā)動機(jī)表面振動。
　　(2)構(gòu)建油底殼加強(qiáng)筋的分布參數(shù)模型
　　采用最優(yōu)拉丁超立方