面向內(nèi)燃機(jī)子系統(tǒng)仿真分析的虛擬設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、該文站在現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法論的高度,從設(shè)計(jì)自身的發(fā)展歷史入題,全面地介紹和分析了虛擬設(shè)計(jì)在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用狀況及發(fā)展前景.全文以"建模-運(yùn)動(dòng)學(xué)分析-優(yōu)化設(shè)計(jì)-動(dòng)力學(xué)分析"逐層深入的順序,介紹了虛擬設(shè)計(jì)各個(gè)技術(shù)內(nèi)涵在內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用.創(chuàng)造性地,提出"特征解決方案"的概念;預(yù)見到"模板設(shè)計(jì)是虛擬設(shè)計(jì)今后的發(fā)展方向";引伸出"基于虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法";完善了現(xiàn)有的"配氣機(jī)構(gòu)彈性動(dòng)力學(xué)模型";總結(jié)歸納更為完整的"虛擬樣機(jī)"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(shè)計(jì)模式以指導(dǎo)復(fù)雜拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的虛擬化研發(fā)過程.并以內(nèi)燃機(jī)可變渦流比進(jìn)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(jì)算機(jī)中進(jìn)行.為評(píng)估新模式的優(yōu)越性,該文介紹了該進(jìn)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(shè)計(jì)在推廣過程中遇到的社會(huì)問題,提出了"模板設(shè)計(jì)是虛擬設(shè)計(jì)今后的發(fā)展方向"的論點(diǎn).并以此為出發(fā)點(diǎn),結(jié)合"基于虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法",將"模板設(shè)計(jì)"

3、的思想融入特征參數(shù)化技術(shù)和行為建模技術(shù),開發(fā)了凸輪型線優(yōu)化設(shè)計(jì)模板.運(yùn)用該模板,對(duì)雙頂置凸輪軸的凸輪型線進(jìn)行了優(yōu)化計(jì)算;并對(duì)優(yōu)化計(jì)算結(jié)果,進(jìn)行了詳細(xì)的彈性動(dòng)力學(xué)分析,在動(dòng)力學(xué)分析過程中還對(duì)以往的頂置凸輪配氣機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行了較大程度的改進(jìn).次之,該文在相應(yīng)章節(jié)介紹了"基于虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法"的相關(guān)概念、技術(shù)構(gòu)成和較傳統(tǒng)模式的優(yōu)越性;以"凸輪型線優(yōu)化設(shè)計(jì)模板"為例,在軟件平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)了這一新模式;將曲軸動(dòng)、靜平衡和輕量化設(shè)計(jì)理論

4、引入了行為建模技術(shù)和特征參數(shù)化技術(shù)平臺(tái),優(yōu)化設(shè)計(jì)曲軸平衡重,取得了十分顯著的效果.再次,繼承優(yōu)化計(jì)算得到的結(jié)論,建立了某一實(shí)例機(jī)型氣門機(jī)構(gòu)和配氣機(jī)構(gòu)的"虛擬樣機(jī)",通過與物理樣機(jī)獲得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)比較發(fā)現(xiàn):該章所提到的虛擬樣機(jī)確實(shí)在很大程度上提高了內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)計(jì)算的仿真程度,大大提高了內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)虛擬設(shè)計(jì)的可信度和產(chǎn)品實(shí)際性能的預(yù)測(cè)能力.此外,該文以一章篇幅介紹了基于虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析方法的概念、任務(wù)及意義,并以柴油機(jī)