ADAMS 典型柴油机结构多学科优化设计(2)

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2.6本章小结 12

第3章基于ISIGHT配气凸轮多学科优化 13

3.1 ADAMS仿真模型的建立 13

3.1.1 实体模型的建立 14

3.1.2 约束的建立 14

3.1.3挺住和摇臂的柔性化 15

3.1.4 仿真结果分析 16

3.2优化参数的选择 19

3.3 集成流程 20

3.3.1 ADAMS模型文件 21

3.3.2 ADAMS 命令流文件 21

3.3.3 ADAMS 输出文件 24

3.3.4批处理文件 26

3.4多目标遗传算法优化流程 26

3.5本章小结 30

第4章基于6Sigma的可靠性分析 31

4.1 6Sigma设计基本概念 31

4.2 6Sigma分析 31

4.3 6Sigma优化 31

4.4 6Sigma优化流程 32

4.5本章小结 34

致谢 36

参考文献 37

第1章绪论

1.1 选题背景

船舶工业是为航运业、海洋开发及国防建设提供技术装备的综合性产业，对钢铁、石化、轻工、纺织、装备制造、电子信息等重点产业发展和扩大出口具有较强的作用。2003年以来，我国船舶工业进入了快速发展轨道。产业规模不断扩大，造船产量快速增长，造船完工量、新接订单量、手持订单量已连续多年世界前列，综合实力稳步提升，已经具备散货船、油船、集装箱船自主开发能力，在高技术高附加值船舶、海洋工程装备领域也实现了突破，大型船舶企业造船周期和质量管理达到国际先进水平，我国已成为世界造船大国[2]。在过去，一直使用蒸汽机为船只提供动力，后来对发动机的稳定性、动力性等性能的要求越来越高，柴油机逐渐发展起来，渐渐完全取代了蒸汽机。

目前，由于全世界各国经济的快速发展，对资源的需求也越来越大，可是这些要使用的资源都是不可再生资源，这就对资源的合理利用提出了更高的要求。船舶产业也一样需要合理利用资源，而柴油机正是船舶动力的来源，因此需要设计出油耗更低、性能稳定的柴油机。同时伴随着经济的发展、要求的提高，需要不断提高内燃机的效率和速度，这就对柴油机的动力性、稳定性和适应性提出了更高的要求。因此对开发柴油机的研究人员的要求也不断提高，促进了发动机的设计和技术水平的提高。因此，改善柴油机的各项性能指标，确保柴油机工作的稳定性和可靠性，降低有害污染物的排放以及减少各零件之间的磨损、振动，并延长它们的使用寿命，是当前柴油机的主要研究方向。

配气机构是柴油机的重要组成部分，其作用是保证发动机能顺利进行换气，即定时打开气门，吸入尽量多的空气，在经历过燃烧、膨胀过程之后，再将燃烧产生的废气从排气门排出。柴油机配气机构的设计合理与否，将直接影响到发动机的可靠性、经济性、耐久性等性能，并且还会影响柴油机的排放、噪声和振动等。设计合理的配气机构需要满足以下几点要素：换气过程中要吸入尽量多的新鲜空气，更彻底地排出气缸内的废气，同时要保证柴油机机运行过程中工作平稳，减少由于零部件的接触和磨损所产生的振动和噪声，还要有合理的配气正时，以尽量减小油耗而获取大的功率。目前，大部分柴油机的配气机构是由凸轮轴来驱动的，所以，凸轮是配气机构的核心部件。发动机气门的开启和闭合基本上都是通过凸轮机构来驱动的，在凸轮的作用下，气门将会有规律地工作。