[發明專利]一種發動機組合結構協調性分級評價方法

在審

• 申請號: 202211386925.5
• 申請日: 2022-11-07
• 公開（公告）號: CN115758570A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 張忠偉;任培榮;張曉靜;王根全;刁占英
• 申請（專利權）人: 中國北方發動機研究所（天津）
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/20;G06F17/15;G06F119/02
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 趙欣

本發明涉及一種發動機組合結構協調性分級評價方法，發動機組合結構包含曲軸機體組合結構和機體缸蓋組合結構兩部分，每部分都分為兩級評價，協調評價因子在0～1之間，1表示最好，0表示最差。本發明采用協調性分級評價，其中一級評價對應概念設計階段，二級評價對應方案設計階段。應用一級評價可以快速的反應發動機組合結構的剛度、強度、振動、潤滑和密封等因素，為總體方案的布置提供依據；進入方案設計階段后，隨著模型成熟度的提高，需要考慮細節結構對剛度、振動和潤滑的影響，需要考慮磨損、密封和輕量化等的影響，應用二級評級可以準確的找出發動機組合結構的薄弱環節，并為結構其改進提供方向和依據。

技術領域

本發明屬于發動機技術領域，具體涉及一種發動機組合結構協調性分級評價方法。

背景技術

機械結構隨科學技術與功能要求提高不斷向復雜化發展，全系統設計過程中對多結構與多學科協同設計要求不斷提升，當前串行結構設計方法日趨不滿足總體設計要求。同時，隨內燃機功率密度、輕量化以及節能減排要求不斷提升，曲軸機體組合結構和機體缸蓋組合結構的各類負荷顯著增加，對整機可靠性等方面提出挑戰。面對上述挑戰，應對柴油機主承力組合結構開展協調匹配總體評價指標體系分析研究，以構建多層級，多指標協同評價的框架體系。

傳統的研發流程中，只能針對單一因素進行分析評估，無法滿足多目標評估研發的需要。如高熱機械載荷下燃氣密封設計難的問題。氣缸蓋螺栓預緊力增加，密封壓力增加，密封性變好，但缸套變形卻加大、結構件疲勞安全系數降低，因此，需要通過協調缸蓋螺栓載荷布置與分配、關鍵件尺寸與形態，使組合結構變形協調，同時滿足氣缸墊燃氣密封、缸套變形和結構疲勞強度等多目標要求。在不同設計階段應用同樣的規范和標準，且不同的分析評價標準差異大，缺乏統一的評價體系。如概念設計階段和方案設計階段都做振動分析評價，而傳統的研發流程兩個階段用同樣的規范做振動烈度評價，如果振動烈度超標，無法給出優化的方向。

發明內容

為了解決以上技術問題，本發明提供一種發動機組合結構協調性分級評價方法，解決現有技術的缺陷。

本發明的技術方案為：一種發動機組合結構協調性分級評價方法，其特征在于：發動機組合結構包含曲軸機體組合結構和機體缸蓋組合結構兩部分，每部分都分為兩級評價，協調評價因子在0～1之間，1表示最好，0表示最差。

曲軸機體組合結構一級評價包含五部分，強度協調性評價、主軸承孔變形一級評價、振動烈度評價、曲軸扭振評價和主軸承潤滑一級評價。

曲軸機體組合結構二級評價包含五部分，組合結構振動協調性評價、主軸承孔變形二級協調性評價、振動烈度協調性評價、主軸承潤滑二級協調性評價、主軸承磨損協調性評價和輕量化協調性評價。

機體缸蓋組合結構一級評價包含五部分，強度協調性評價、缸套變形一級評價、振動烈度評價、缸墊密封評價和活塞環缸套潤滑一級評價。

機體缸蓋組合結構二級評價包含六部分，缸套變形二級評價、密封評價、振動評價、活塞環缸套潤滑二級評價、活塞環缸套磨損評價和輕量化評價。

有益效果：本發明采用協調性分級評價，其中一級評價對應概念設計階段，二級評價對應方案設計階段。由于概念設計階段模型成熟度較低，分析邊界條件較少，應用一級評價可以快速的反應發動機組合結構的剛度、強度、振動、潤滑和密封等因素，為總體方案的布置提供依據；進入方案設計階段后，隨著模型成熟度的提高，需要考慮細節結構對剛度、振動和潤滑的影響，需要考慮磨損、密封和輕量化等的影響，應用二級評級可以準確的找出發動機組合結構的薄弱環節，并為結構其改進提供方向和依據。

附圖說明

圖1曲軸機體組合結構一級評價框架圖

圖2曲軸機體組合結構一級評價雷達圖

圖3曲軸機體組合結構二級評價框架圖

圖4曲軸機體組合結構二級評價雷達圖