1. 研究目的与意义(文献综述)
船舶运输行业是消耗燃油量很大的一个行业。目前,节能减排问题是全球非常关注的一个问题,实现可持续绿色发展,需要在各个领域之中注重节能减排,船舶也是造成温室效应以及大气污染的重要因素。所以对于船舶主机降功率节能减排技术进行研究有着非常重要的意义[1] 。船舶柴油机是船舶最关键的配套设备,随着我国造船业产能进一步扩大,船用柴油主机市场前景广阔[2]。
杜宪峰等[3],利用adams/engine 软件建立柴油机刚性体系统模型,通过转速设置模拟柴油机实际运行工况和施加爆发压力,计算获得柴油机主轴颈受力与活塞敲缸力,快速有效地实现柴油机结构激励载荷的计算分析,对于柴油机结构的振动特性预测、可靠性控制与设计开发具有非常重要的指导作用。秦建文等[4],用adams软件对柴油机曲柄连杆机构进行动力学仿真,通过对各气缸添加气体压力使曲轴匀速转动,并且对各气缸往复惯性力转矩和气体压力转矩进行合成,证明了两者对曲轴瞬时转速的变化趋势有密切关系,为今后在内燃机设计时,得到稳定性更好地产品。卢耀辉[5] 等,用adams/engine模块对柴油机曲柄连杆结构的受力情况进行仿真并对结果进行了分析和优化,继而分析了这些力和它们所产生的力矩对柴油机机体、支撑等的振动影响,指出了在设计制造、外部环境及检修维护方面存在的问题,并且提出了相应的改进方案和措施,能有效减小升降弓故障和弓网事故隐患。李婷云等[6],利用三维实体建模,导入adams中进行仿真研究,对曲轴进行动力学仿真计算,通过添加约束、载荷,很好地反映了曲轴的特性。杨志甲等[7] ,结合pro/engine建模及有限元分析确定了模型参数,完成了配气机构运动学和动力学的分析,对船舶用四气门柴油机,建立了其配气机构的运动学和动力学模型,为配气机构动态性能的评价和优化提出了理论依据,促进我国在新能源发动机领域的技术发展,推动船舶、陆用发电等应用行业绿色、高效的发展。肖民等[8],基于adams的曲柄连杆机构运动学、动力学仿真计算的联合仿真,为柴油机性能的仿真提供了一种新的方法。陈仲海等[9],利用pro/engine和adams软件建立柴油机配气机构系统的动力学模型,对其进行多体动 力 学仿真分析, 得到了配气机构进气门的运动规律和关键运动件间的作用力,说明用pro/engine和 adams软件对某柴油机的配气机构系统进行多刚体动力学仿真分析是可行的。
2. 研究的基本内容与方案
研究内容
针对某给定的船舶柴油机,在adams/engine中建立了参数化得柴油机模型,搭建了曲轴、连杆、活塞的虚拟样机模型,开展了给定船舶柴油机的运动学和动力学仿真计算,完成了船舶柴油机运动学和动力学的分析,为设计和生产优化船舶柴油机动态性能的评价和优化提出了理论依据。
研究目标
3. 研究计划与安排
(1)查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需技术方案及措施。确定方案,完成英文翻译、文献阅读报告及开题报告; (第1周—第3周)
(2)查找并阅读文献,总结归纳国内外船舶柴油机的发展现状及应用,基于adams对给定柴油机,详细分析其结构及工作原理; (第4周—第5周)
(3)学习建模软件adams,根据给定柴油机和结构尺寸和相关参数,完成船舶柴油机的实体建模工作; (第6周—第7周)
4. 参考文献(12篇以上)
[1] 李世活.船舶主机降功率节能减排技术优化研究[j].绿色交通,2017年(6).
[2] 张文孝,赫明月.浅谈船舶柴油机工作过程研究[j]. 设计研究,2010(8):1-3.
[3]杜宪峰,张磊,魏薇.基于虚拟技术的柴油机结构激励载荷计算[j].汽车工程师,2016年(3):27-29.
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