发动机缸体的ANSYS动力学仿真

　　在SolidWorks平台上建立缸套三维模型的基础上，以ANSYS分析软件为平台对发动机缸体进行了模态分析，建立了摩擦润滑计算子程序，最后对缸体的振动响应进行了分析。结果表明，通过上述方法能很好地模拟缸体工作冲程中的工作情况，对缸套的设计研究和生产实践起到了非常积极的作用。

　　几乎所有的发动机特性都与其动力学行为有着紧密的联系，所以对缸体的结构动力学特性分析无论是在学术研究还是生产实践中都具有非常重要的意义。发动机工作时，活塞系统的二阶运动和缸套的变形及振动使缸套和活塞间的润滑状态发生变化，引起缸套一活塞间润滑油膜压力分布和摩擦力等摩擦学特性发生变化。所有这些现象都严重影响缸套的质量和寿命。在设计制造过程中和生产实践之前了解缸套的这些性质，对以后的工作可起到极大的积极作用。

　　1发动机缸体数值分析

　　1.1建立实体模型

　　图1缸套单缸模型

　　在SolidWorks平台上建立简易单缸模型代替复杂的多缸模型，模型实体是铝合金铸件，内镶人材质为38GrMnNi的薄壁缸套，缸套内径d=52，壁厚h=3，长l=95，如图1所示。

　　1.2模态分析

　　发动机缸体为定常线性系统，计算模型为(a[M]+α[K]){x}，其中α和β是常数，[M]是缸体的质量矩阵，[K]是缸体的刚度矩阵。本次分析在ANSYS平台下完成，由于ANSYS提供了强大的分析计算模块，所以，不直接建立缸体的数学模型，而是调用ANSYS程序自身的计算模块来进行求解。通过ANSYS与CAD软件的接口，把SolidWorks平台下建立的实体模型调入ANSYS分析平台，根据发动机缸体的工作性质和工作位置，确定缸体底面为约束面。对缸体底面施加x，y，z3个方向上的约束来固定模型，如图2所示。在ANSYS的前处理菜单下，选定6级精度，划分网格，如图3所示。指定分析类型和分析选项后进行求解，并进行多次求解。

　　图2缸套的约束模型]