小型摩托車制造商希望通過減少進氣口周圍的積碳來減少發(fā)動機故障。進氣閥通過凸輪軸的運動帶動而旋轉(zhuǎn)，從而防止積碳。在高轉(zhuǎn)速下，進氣閥旋轉(zhuǎn)良好。但是，在低轉(zhuǎn)速下，進氣閥門不能充分旋轉(zhuǎn)達到防止積碳的效果。因此，在低轉(zhuǎn)速下使用時，進氣口周圍可能有大量積碳，從而導(dǎo)致發(fā)動機故障。在本案例中，RecurDyn用于確定閥門接觸面形狀，進氣閥接觸面是觸發(fā)閥門旋轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。此外，RecurDyn還用于設(shè)計并驗證了一種改進后的新型進氣閥接觸面形狀，該形狀可以使閥門在低轉(zhuǎn)速下也能充分旋轉(zhuǎn)，從而防止碳沉積的形成。

▎仿真過程

①創(chuàng)建一個MBD模型，包括接觸、彈簧和凸輪，以再現(xiàn)和驗證閥門旋轉(zhuǎn)

②進行不同速率（RPM）工況的仿真

③分析了不同轉(zhuǎn)速下進氣閥的旋轉(zhuǎn)情況

④分析了不同氣門接觸面形狀下的進氣閥旋轉(zhuǎn)情況

▎關(guān)鍵仿真技術(shù)

?多剛體動力學(xué)，用于以不同的形狀和轉(zhuǎn)速快速執(zhí)行多個仿真

?非線性接觸算法，用于快速準確地計算復(fù)雜幾何體之間的接觸力

?軌跡顯示，直觀地驗證閥門的旋轉(zhuǎn)運動

▎工具包

?RecurDyn/Professional

▎工程問題

 ?使用物理原型進行反復(fù)試驗需要半年以上的時間來實現(xiàn)設(shè)計改進

 ?利用物理試驗測量和監(jiān)測閥門旋轉(zhuǎn)非常困難的

 ?傳統(tǒng)CAD軟件不支持復(fù)雜的接觸行為

 ?閥門接觸面形狀的改善必須以合理的時間和成本實現(xiàn)

▎解決方案

  ? 使用專業(yè)動力學(xué)軟件進行快速建模和仿真

  ? 使用強大的接觸算法進行快速且精確的仿真

  ? 與繁瑣的物理實驗測量和監(jiān)控相比，結(jié)果的可視化更加簡單方便

  ? 定量評價接觸面形狀的效果并通過軌跡顯示視覺驗證閥門旋轉(zhuǎn)

▎結(jié)論

  ? RecurDyn正確重建了凸輪軸在不同轉(zhuǎn)速下的氣門模型

  ? 通過仿真驗證了新的閥門接觸面形狀

  ? 仿真結(jié)果為新發(fā)動機的進一步設(shè)計改進提供了指導(dǎo)

▎其他應(yīng)用

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