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第四届中国 CAE 工程分析技术年会论文集
柴油机安装架的动力学计算

隆孝军1 ,马武福1
(南车资阳机车有限公司技术中心,四川资阳 641301 )

摘要:为验证柴油机安装架的设计的可靠性,本文提出了几种针对安装架的动力学计算算法,通过这些计
算,柴油机安装架设计可得到更全面的动力学计算评估,可以更加有效地保证安装架的设计质量,这将为柴
油机的正常运转提供有力的保障。
关键词:安装架;动力学;

1 前言
从目前机车柴油机的整体技术发展来看,柴油机功率加大是一个发展趋势,而这通常意
味着其外形尺寸和重量都有较大的增加,而机车重量和空间限界的限制使得大功率柴油机在
机车上的安装应用已成为研发新型重载货运内燃机车的一个突出问题,而安装架轻量化也是
机车设计的新趋势。随着安装架的轻量化设计以及柴油机功率的提高,安装架的设计寿命受
到严重的考验,柴油机安装架的设计也提出了更高的设计要求。本文为保证安装架的设计质
量,讨论了几种新的设计验证计算方法。
2 柴油机安装简介
在机车上,柴油机和电机通常安装在安装架上,再通过弹性橡胶支承将柴油发电机组支
承在车体底架上,以实现柴油发电机组与车体底架的柔性连接。安装架与电机、柴油机、弹
性联轴节等组成整个柴油发电机组,其中,安装架承受着柴油、电机等部件的重量,是柴油
发电机组的基础支撑。
3 柴油机的传统安装基本要求:
(1)要具有足够的强度。(2)要具有足够的刚度,特别是安装架上电机安装板、柴油机安
,以保证弹性联轴节的正常工作。(3)安装架各
橡胶支承因承受柴油发电机组重量而产生的静挠度最大差值应小于1mm,以满足安装架组装
要求。
4 安装架设计验证计算方法
传统设计验证计算方法
对安装架静强度、刚度及橡胶支承静挠度差
值进行有限元计算分析与比较,该类型计算分析
看其是否满足传统安装设计要求,下图就是某型
柴油-发电机组安装架的变形图。
该类型计算其实是一个柴油机发电机组的组
装情况下进行的一个计算分析。


图 1 某型柴油-发电机组安装架的变形图

作者简介:隆孝军(1978-),男,本科,设计方向:机车零部件设计分析。
E-mail: longxj_0@
第四届中国 CAE 工程分析技术年会论文集
新的设计验证计算方法
随着柴油机安装架轻量化设计以及柴油机功率的提高,对安装架设计提出了更高的设计
要求。安装架其实大多是在动载荷下工作,尤其是长期受柴油机倾覆力矩所产生的动应力以
及共振对安装架的寿命有很大影响。过去由于条件有限,设计计算验证手段尤其是对较大系
统的动态分析能力及全面评估手段有些欠缺,所以传统设计验证计算仅仅做静态计算分析。
随着软件以及硬件条件的逐渐成熟,在设计过程中进行多方面动态验证计算分析已成为可
能,考虑安装架在动态载荷下的动应力以及振动已显得越来越重要,其动力学性能往往是进
行产品结构和性能优化、减重设计的重要依据,也是对产品作进一步细化分析的重要依据。
下面为安装架设计过程中的几种动力学计算方法:
安装架的模态计算