面向內(nèi)燃機子系統(tǒng)仿真分析的虛擬設計方法研究.pdf

1、該文站在現(xiàn)代設計方法論的高度,從設計自身的發(fā)展歷史入題,全面地介紹和分析了虛擬設計在工程設計中的應用狀況及發(fā)展前景.全文以"建模-運動學分析-優(yōu)化設計-動力學分析"逐層深入的順序,介紹了虛擬設計各個技術內(nèi)涵在內(nèi)燃機設計領域中的應用.創(chuàng)造性地,提出"特征解決方案"的概念;預見到"模板設計是虛擬設計今后的發(fā)展方向";引伸出"基于虛擬設計技術的優(yōu)化設計方法";完善了現(xiàn)有的"配氣機構彈性動力學模型";總結歸納更為完整的"虛擬樣機"的定義.首先,

2、提出"特征解決方案"概念,旨在完善一套高效的設計模式以指導復雜拓撲結構的虛擬化研發(fā)過程.并以內(nèi)燃機可變渦流比進氣系統(tǒng)為例,制定氣道3D建模的特征解決方案,使得氣道研發(fā)以一種虛擬的方式在計算機中進行.為評估新模式的優(yōu)越性,該文介紹了該進氣系統(tǒng)研發(fā)期間涉及到的CFD分析過程.其次,論述了虛擬設計在推廣過程中遇到的社會問題,提出了"模板設計是虛擬設計今后的發(fā)展方向"的論點.并以此為出發(fā)點,結合"基于虛擬設計技術的優(yōu)化設計方法",將"模板設計"

3、的思想融入特征參數(shù)化技術和行為建模技術,開發(fā)了凸輪型線優(yōu)化設計模板.運用該模板,對雙頂置凸輪軸的凸輪型線進行了優(yōu)化計算;并對優(yōu)化計算結果,進行了詳細的彈性動力學分析,在動力學分析過程中還對以往的頂置凸輪配氣機構的動力學模型進行了較大程度的改進.次之,該文在相應章節(jié)介紹了"基于虛擬設計技術的優(yōu)化設計方法"的相關概念、技術構成和較傳統(tǒng)模式的優(yōu)越性;以"凸輪型線優(yōu)化設計模板"為例,在軟件平臺中實現(xiàn)了這一新模式;將曲軸動、靜平衡和輕量化設計理論

4、引入了行為建模技術和特征參數(shù)化技術平臺,優(yōu)化設計曲軸平衡重,取得了十分顯著的效果.再次,繼承優(yōu)化計算得到的結論,建立了某一實例機型氣門機構和配氣機構的"虛擬樣機",通過與物理樣機獲得的試驗數(shù)據(jù)比較發(fā)現(xiàn):該章所提到的虛擬樣機確實在很大程度上提高了內(nèi)燃機配氣機構的動力學計算的仿真程度,大大提高了內(nèi)燃機配氣機構虛擬設計的可信度和產(chǎn)品實際性能的預測能力.此外,該文以一章篇幅介紹了基于虛擬設計技術的運動學仿真分析方法的概念、任務及意義,并以柴油機