齐航[1]1999年在《壳体几何非线性有限元与三维弹性动力时域直接积分边界元法》文中研究说明本文包括壳体几何非线性有限元分析、三维弹性动力时域直接积分边界元法及其推广和应用两部分。第一部分是有关航天结构动力学的国家自然科学基金重点项目的研究内容,第二部分是公派赴日本京都大学一年合作研究的内容。 在大型航天结构的动力学分析中,往往需要考虑弹性振动与刚体运动的耦合,结构分析通用软件中的常用单元不能满足这种要求。在本文的第一部分中,针对这一要求,提出了一种新的能够精确描述任意大位移大转动的小应变超参壳单元。该单元具有16个结点,其中8个结点位于壳体中面上,另有8个虚结点,它们在初始构形中用于规定壳体的法线方向,在变形过程中始终用于确定现时构形中的法线方向。在离散情况下,这样规定的法线方向并不一定与插值的中面正交,但通过施加约束条件可以保证它们与中面的夹角在变形过程中始终保持不变。通过对壳体运动的运动学分析,文中给出了可以准确反映刚体位移和刚体转动的位移模式,通过扣除单元的牵连位移,使得可以在单元局部坐标系内采用线性应变-位移关系。在此基础上,本文建立了静动力几何非线性有限元分析的全部列式。 本文的第二部分研究了三维弹性动力时域直接积分边界元法及其推广和应用。本文中的三维弹性动力时域直接积分边界元法,是一种基于三维弹性动力问题时域直接法边界积分方程的、对核函数与形函数卷积积分采用解析积分的边界元法。通过选择积分形式的基本解,本文建立了适合于解析积分的新的边界积分方程。对积分函数的解析积分可以避免通常边界元法中的奇异积分,文中随后给出了建立在此边界积分方程基础上的边界元法,同时还给出了如何完成解析积分的具体步骤及时间域线性插值和空间域常数插值情况的积分结果。这一工作在国际上属首次。对该方法的进一步讨论表明,该方法可以应用于时间域采用更高阶插值函数的情况。本文还提出了三维弹性动力时域解析-数值积分边界元法的思想。 做为三维弹性动力时域直接积分边界元法推广,本文考虑了裂纹张开问
王仁亮[2]2010年在《双离合自动变速器结构强度及振动噪声分析》文中研究说明变速器是汽车传动系统的重要组成部分，对汽车的传动平稳性、乘坐舒适性都有着直接的影响。随着乘用车市场需求的逐年高涨，为了追求舒适性，带有自动变速器的汽车越来越受消费者的青睐。双离合自动变速器结合了液力式自动变速器和机械式变速器的优点，提高了燃油经济性并消除了换挡动力中断的缺点，同时在国内双离合自动变速器可以充分利用手动变速器产业长期积累的机械加工能力和人力资源，将是较长时间内最有发展前景的。在倡导中国汽车业发展自主研发的背景下，对于双离合自动变速器各个方面的分析显得尤为重要。论文课题是以上海世科嘉车辆技术研发有限公司的双离合自动变速器为研究对象，利用多体动力学理论和有限元理论对双离合自动变速器结构强度进行分析，研究系统动态激励下的动态响应，并应用边界元法对变速器辐射噪声进行预测，最后对齿轮参数及齿廓进行研究，提出优化方案，降低了齿轮啮合传动误差，以达到减振降噪的目的。本文主要研究工作有以下几点：（1）建立了双离合自动变速器几何模型并构建相应的有限元分析模型和仿真模型，对变速器壳体、轴结构强度进行了分析，对齿轮和轴承使用寿命进行了预测。（2）应用机械动力学及齿轮系统动力学理论，建立了双离合自动变速器传动系统扭转振动数学模型。采用兰索斯法分别对变速器壳体及完整的变速器模型进行了模态分析，得到了变速器系统的固有频率及固有振型，同时研究了轴承刚度对齿轮传动系统固有特性的影响。（3）应用齿轮系统动力学理论，分析齿轮啮合动态特性，通过研究齿轮刚度激励、误差激励和啮入冲击激励，最终得到齿轮系统内部激励曲线；通过应用模态叠加法对变速器系统进行瞬态响应分析，获取壳体表面节点的振动量，利用快速傅里叶变换得到频域响应数据，并将此作为声学边界元模型的边界条件，对变速器辐射噪声进行预测分析。（4）根据齿轮参数对变速器振动噪声的影响，对齿轮参数进行优化设计，并利用齿轮修形的方法对轮齿进行修形，以达到减振降噪的目的。
杨齐[3]2015年在《发动机噪声辐射仿真研究》文中研究说明当前,随着人们对生活环境和汽车振动噪声舒适性(NVH)的关注越来越高,以及各种振动噪声标准和法规的出台和升级,结构振动与噪声控制已经成为现代内燃机设计的一个重要研究方向。在设计阶段评估内燃机振动和和噪声辐射水平,基于数值仿真模型对整机结构进行声学优化,对确保内燃机产品能够满足日益严格的振动噪声要求,提升产品的市场竞争力,具有十分重要的意义。本课题综合运用有限元法、多体动力学以及边界元法对发动机结构噪声辐射进行了深入研究,并以某6缸柴油机为研究对象,进行结构振动与噪声预测,为结构改进提供参考依据。主要工作如下:①查阅与课题有关背景资料和理论知识,分析发动机结构振动噪声辐射预测研究的历史和现状,确定本课题研究的内容和技术方案;②在综合考虑仿真计算时间和速度的情况下,适当简化发动机三维模型,建立发动机组合体的有限元模型,进行模态分析。模态分析获得与发动机振动噪声有关的模态频率和振型,可用来验证有限元模型的合理性,也可以作为后面结构改进的参考。③在ECXITE Power Unit软件中建立发动机的多体动力学仿真模型,结合有限元模型进行多柔体动力学分析,获得发动机主要的激励力。考虑到发动机组合体有限元模型自由度数量非常大,利用矩阵静态缩减,可将模型自由度从几十万个缩减到几千个,在保证计算精度的同时也节省了时间和资源。④将多体动力学计算获得的时域激励力通过FFT变换到频域,作为频响计算的边界条件,利用Msc Nastran软件计算发动机表面的振动速度,为声学仿真提供边界条件。分析表面速度分布,可以了解不同频率下结构表面噪声辐射强弱的位置。⑤建立发动机声学边界元模型,导入发动机表面的振动速度,利用Virtual.Lab Acoustic声学仿真软件计算发动机表面辐射的噪声,得到声场场点上的声压、声强、声功率以及辐射效率等声学量,结合频响分析的结果,为结构改进提供参考。
参考文献：
[1]. 壳体几何非线性有限元与三维弹性动力时域直接积分边界元法[D]. 齐航. 清华大学. 1999
[2]. 双离合自动变速器结构强度及振动噪声分析[D]. 王仁亮. 上海工程技术大学. 2010
[3]. 发动机噪声辐射仿真研究[D]. 杨齐. 重庆大学. 2015