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1、1 A D V A N C E D S I M U L A T I O N T E C H N O L O G I E S 培训教程培训教程 ( (仅供用户使用仅供用户使用) ) PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 .2. 整机强迫振动整机强迫振动 结构表面噪声辐射结构表面噪声辐射 轴系结果（扭振及扭振减振器 参数优化、曲轴动态弯曲变形 轴承动载荷） 机体、悬置振动(激励源有气 缸压力、活塞敲击、阀系力) 机体表面辐射噪声 Normal Modes Analysis of Equivalent and Complete Power Train Unit and N
2、on- linear Forced Vibrations Analysis PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 .3. n n 发动机固有频率和模态发动机固有频率和模态engine eigenfrequencies and eigenmodes n n 悬置上力和力矩悬置上力和力矩Forces and moments on the engine mounts n n 发动机振动发动机振动Engine Vibrations during the operation n n 发动机表面速度级发动机表面速度级Surface velocities of the Engin
3、e 概述概述 声学仿真目的Targets of Engine Acoustic Simulation PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 .4. 概述概述 流程说明 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 .5. Advanced Training Noise, Vibration and Harshness Analysis (NVH) Engine Noise Direct Noise ExcitationIndirect Noise Excitation Combustion NoiseMechanical Noise Exhaus
4、t System Intake System Fan Piston + Piston Slap ConRod Crankshaft Cam Shaft Drive Valves Cam Shaft Generator Servo Pump Turbo Charger Crank TrainTiming DriveAuxiliaries Main Noise Sources direct indirect “External” Noise Path “Internal” Noise Path nStructure Borne Noise nAir Borne Noise nOrifice Noi
5、se PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 .6. Advanced Training Crankshaft Strength CAD System IGES Files FE Pre/Processor FE- Model Masses (ANSYS)SOLID45HEX,WEDGE,TET; (ANSYS)SOLID453- D Solid Elements n n 3D3D壳单元壳单元( (能弯和扭的类型能弯和扭的类型): ): ( (NASTRAN)NASTRAN)QUAD,TRIA; (ANSYS)Shell63QUAD,TRIA; (ANSYS)Shel
6、l633- D Shell Elements (with bending and shear stiffness) n n要求要求Guidelines n n 曲轴轴线必须在一坐标轴上曲轴轴线必须在一坐标轴上( (精确的精确的) )Crankshaft axis must be one of the global axis n n 发动机应包括悬置支架发动机应包括悬置支架should include Engine brackets n n模型缩减模型缩减Model Reduction (Static) n n 发动机悬置，需三个方向的自由度发动机悬置，需三个方向的自由度Mounts 3 DOF
7、s in axial, horizontal, vertical directions FEM FEM - -机体总成机体总成Cylinder Block Assembly 曲轴箱：悬置支架曲轴箱：悬置支架 Crank Case: Brackets PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 .9. n n有限元建模有限元建模FE- Models n n 3D3D实体单元实体单元3- D Solid Elements n n 3D3D壳单元壳单元( (能弯和扭的类型能弯和扭的类型): ): 3- D Shell Elements (with bending and she
8、ar stiffness) n n 梁和质量单元梁和质量单元0D mass elements and 1D beam elements n n指导指导Modeling Guidelines nnone n n模型缩减模型缩减( (静静) )Model Reduction (Static) n n 悬置端点，定义三向自由度悬置端点，定义三向自由度 Nodes at the mount end, DOF in axial, horizontal and vertical directions 动力总成悬置动力总成悬置Power Unit Mount 必须做必须做 RBE2/RBE2/蜘蛛蜘蛛 DD
9、 FEM FEM - -机体总成机体总成Cylinder Block Assembly PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 .10. n n有限元建模有限元建模FE- Models n n 3D3D实体单元实体单元: : 3- D Solid Elements (NASTRAN)(NASTRAN)HEX,WEDGE,TET;HEX,WEDGE,TET; (ANSYS)SOLID45+Mass21(ANSYS)SOLID45+Mass21 n n径向轴承指导径向轴承指导Guidelines n n 宽度上宽度上3 3层层3 to 5 node planes in w
10、idth direction (equidistant) n n 周向周向1212至至3232个节点个节点12 to 32 nodes in circumference (for EHD: 24 -40) n n止推轴承指导止推轴承指导Guidelines n n 左右止推：各左右止推：各4 4点点 n n模型缩减模型缩减( (静静) ) Model Reduction (Static) n n 径向轴承：径向轴承：水平水平和和垂直垂直方向自方向自 由度由度Main Bearing Shell Nodes, DOF in horizontal and vertical direction n
11、n 止推轴承：轴向主自由度止推轴承：轴向主自由度 曲轴箱：主轴承壁曲轴箱：主轴承壁 Crank Case: Main Bearing Walls FEM FEM - -机体总成机体总成Cylinder Block Assembly (NASTRAN) ASET1,23,1001,THRU,1096 (ANSYS) ET,2,MASS21 R,2,0.0,0.0,0.0,0.0,0.0,0.0 TYPE,2 REAL,2 EN,16901,12001 !在在12001点上产生质量单元点上产生质量单元16901 EGEN,120,1,16901 !从从16901开始连续产生质量开始连续产生质量12
12、0 个至个至17021 M,12001,UY !定义定义Y向主自由度向主自由度 M,12001,UZ DD n n 左右止推轴承，各左右止推轴承，各 定义定义4 4个节点，轴向个节点，轴向 DOFDOF 轴向精确位置轴向精确位置 对称分布对称分布 EE n n 为节约自由度，径向轴承定义节为节约自由度，径向轴承定义节 点点3*323*32足够，径向足够，径向DOFDOF 必须精确在圆柱上！等间距！必须精确在圆柱上！等间距！ 建议顺序连续书写节点号建议顺序连续书写节点号 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 .11. TSTS ATSATS n n有限元建模有限元建模
13、FE- Models n n 3D3D实体单元实体单元3- D Solid Elements n n 3D3D壳单元：必须延伸到相应的机体壳单元：必须延伸到相应的机体 表面表面3- D Shell Elements (with bending and shear stiffness) n n指导指导Guidelines n n单侧单侧5 5至至9 9点点5 to 9 nodes at each side along liner (TS, ATS) n n必须在气缸中心线上必须在气缸中心线上The axial position of liner nodes must coincide with
14、axial position of crank pin nodes n n模型缩减模型缩减( (静静) )Model Reduction (Static) n n 直列机直列机:TS:TS和和ATSATS两侧两侧, ,水平方向水平方向 DOFDOF n n V V型机型机: :水平和垂直方向水平和垂直方向DOFDOF n n加载加载Load Apply n n主次承压面上的活塞敲击力主次承压面上的活塞敲击力Piston Impact Forces (Piston Slap) n n结果来自结果来自Excite PRExcite PR 曲轴箱：缸套曲轴箱：缸套 Crank Case: Cylin
15、der Line FEM FEM - -机体总成机体总成Cylinder Block Assembly n n 必须在气缸中心线平面上必须在气缸中心线平面上 必须在缸径的精确位置上必须在缸径的精确位置上 不要跳选主节点！不要跳选主节点！( (计算噪计算噪 声时声时) ) 最上点和最下点可以不选最上点和最下点可以不选 ( (这是活塞通常不会接触的这是活塞通常不会接触的 地方地方) ) 距离尽量相等距离尽量相等 DD PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 .12. EE 独立缩减独立缩减 时，必须时，必须 做做RBE2RBE2 或或或或蜘蛛蜘蛛 n n有限元建模有限元建
16、模FE- Models n n 3D3D壳单元壳单元( (能弯和扭的类型能弯和扭的类型) )3- D Shell Elements (with bending and shear stiffness) n n 3D3D实体单元实体单元3- D Solid Elements (linear) n n指导指导Guidelines n n建议用建议用壳单元，比一层的实体单元精度高壳单元，比一层的实体单元精度高 n n模型缩减模型缩减( (静静) )Model Reduction (Static) n n 一般情况下，与机体做成一体一般情况下，与机体做成一体( (可以节点重合可以节点重合, ,也可也可RBE2RBE2耦合耦合) ) n n 进行油底壳筛选计算时，可以单独缩减，但螺栓位置进行油底壳筛选计算时，可以单独缩减，但螺栓位置( (以及机体相应位置以及机体相应位置) )应做应做RBE2RBE2， 设定三向主自由度，并且在设定三向主自由度，并且在EXCITEEXCITE中用螺栓中用螺栓JointJoint耦合油底壳和机体的
