斯特林機(jī)菱形機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)優(yōu)化與剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)仿真.pdf

1、斯特林發(fā)動機(jī)是一種具有廣泛能源適應(yīng)性的外燃式熱氣機(jī)，它的應(yīng)用研究在解決能源危機(jī)、減少尾氣排放及若干特殊軍事應(yīng)用領(lǐng)域具有重要意義，尤其是在太陽能熱發(fā)電方面具有廣闊的應(yīng)用前景。菱形傳動機(jī)構(gòu)作為斯特林發(fā)動機(jī)的能源轉(zhuǎn)化、輸出機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)動力學(xué)性能對斯特林發(fā)動機(jī)的整體性能有著重大影響。本文基于多體動力學(xué)(MBS)理論，采用Pro/E、MSC.ADAMS及ANSYS聯(lián)合仿真的方法，將連桿構(gòu)件視為可變形的柔性體，建立菱形傳動機(jī)構(gòu)的剛?cè)狁詈夏Ｐ停⑦M(jìn)行

2、相應(yīng)的動力學(xué)分析。
　　 首先，對斯特林循環(huán)及斯特林發(fā)動機(jī)的原理進(jìn)行了闡述，給出菱形傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計結(jié)構(gòu)尺寸，采用等溫分析法對該斯特林發(fā)動機(jī)的整體性能進(jìn)行理論計算，包括冷腔、熱腔、回?zé)崞鞯鹊娜莘e計算、工質(zhì)壓力與循環(huán)功計算、工質(zhì)在循環(huán)過程中的流量與分布計算等。
　　 其次，介紹了菱形機(jī)構(gòu)的特點，對菱形傳動機(jī)構(gòu)的運動規(guī)律進(jìn)行了分析，其中包括動力活塞與配氣活塞的位移、冷熱腔的容積變化等，并推導(dǎo)出了其循環(huán)功表達(dá)式。在此基礎(chǔ)上綜合考

3、慮整機(jī)外形尺寸的限制、構(gòu)件的運動范圍、機(jī)構(gòu)存在的條件等建立了β型菱形傳動斯特林機(jī)功率優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，并通過MATLAB遺傳算法工具箱進(jìn)行了求解。
　　 最后，采用Pro/E建立菱形傳動機(jī)構(gòu)的三維模型，導(dǎo)入MSC.ADAMS中添加驅(qū)動與載荷，建立菱形傳動機(jī)構(gòu)的虛擬樣機(jī)模型。分別介紹了幾種柔性體的建立方法，使用有限元分析軟件ANSYS建立連桿構(gòu)件的柔性體模型，生成模態(tài)中性文件MNF，并在ADAMS/AutoFlex模塊中對柔性體進(jìn)行必