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剛體動力學 (RBD) 屬于經典力學，它利用牛頓運動定律求解 1D、2D 或 3D 空間中運動的剛體的運動。該項目是關于使用 ANSYS Workbench（機械）對連桿曲柄滑動機構進行 RBD 分析。 ANSYS Mechanical 仿真文件供下載文件file.wbpz

▲老式蒸汽機蒸汽機主要由汽缸、底座、活塞、曲柄連桿機構、滑閥配汽機構、調速機構和飛輪等部分組成，汽缸和底座是靜止部分。▲蒸汽機結構圖在蒸汽鍋爐中，通過燃燒使水沸騰為蒸汽，再通過管道蒸汽被送到汽缸。閥門控制蒸汽到達汽缸的時間，經主氣閥和節流閥進入滑閥室，受滑閥控制交替地進入汽缸的左側或右側，推動活塞運動。

由螺栓的加速度頻譜曲線可以看出，在200Hz 時出現了一個峰值，原因是在6000r/min 的工況下，本文研究的三缸四沖程發動發動機點火激勵頻率為：其中，n 為發動機轉速，N 為汽缸數。缸外負荷的壓力數就是被稱為發動機負荷，通常是由試驗數據而來。作用在活塞上的氣爆壓力是其主要作用形式，傳遞路徑為活塞-連桿等機構-曲軸，使曲軸產生兩種變形：彎曲和扭轉，不平衡振動也就由此產生。

基于matlab的四連桿機構動力學參數計算。將抽油機簡化為4連桿機構，仿真出懸點的位移、速度、加速度、扭矩因數、游梁轉角等參數，并繪出圖形。程序已調通，可直接運行。

在Workbench中創建剛體動力學模塊，將模型導入并創建好對應的連接關系，其連接關系如圖4所示。并且在曲柄和地面之間的轉動副添加載荷條件，仿真完成后得到如圖5所示的動畫結果。

汽車零部件，發動機零件，引擎活塞連桿需要拋光嗎？答案是肯定的。市場上的發動機連桿有各種材質制造而成，有鈦合金、不銹鋼、鑄鐵、鍛造鐵、鋁合金或鋅合金等材料。在機加工過程中，表面不可避免地會產生毛刺、飛邊、裂紋、車刀紋、銹蝕、氧化皮等質量問題。

在“Wenatchee”號安全抵達泊位后，工程師再次進入機艙，并發現三號發動機旁邊散落的一些破損部件，包括連桿和一部分活塞。在檢查中，工程師發現6號曲柄銷（用于6號和14號氣缸）的連桿和活塞處于“完全損壞狀態”。在油底殼中發現曲柄總成托架的一個完整螺栓，同時在另外一處發現了緊固螺母，這證明螺栓和螺母是在運行過程中脫落的。

水平對置發動機與直列發動機類似，是不共用曲柄銷的（也就是說一個活塞只連一個曲柄銷），而且對向活塞的運動方向是相反的，但是180°V型發動機則剛好相反。水平對置發動機的優點是可以很好的抵消振動，使發動機運轉更為平穩；重心低，車頭可以設計得更低，滿足空氣動力學的要求；動力輸出軸方向與傳動軸方向一致，動力傳遞效率較高。

本文以某發動機缸體為案例通過仿真分析和試驗相結合的方式確定了發動機結構共振噪聲，最終通過模態提升的方式提升了發動機的NVH性能。缸體模態有限元分析發動機工作時缸體是主要的受力件，氣體在燃燒室燃燒所產生的氣體壓力，通過活塞連桿傳遞到曲軸，通過缸體傳出。因此發動機缸體必須要求有足夠的剛度和強度，才能承受如此大的機械負荷并保證發動機的正常運行。

圖4 載荷數據處理過程3.1.2底盤傳動動力學模型 采用集中質量法建立包括發動機曲軸、活塞、連桿、飛輪等的發動機缸體動力學模型。圖5為某車型裝配后的發動機動力學模型。

圖1 沖擊、漏氣和摩擦的沖擊特征 圖2 超聲波、振動信號的頻段劃分 往復壓縮機的常見故障機理、典型特征 往復壓縮機主要由曲軸、連桿、十字頭、活塞桿、活塞、氣閥、缸體、機座等組成，通過吸氣、壓縮、排氣、膨脹實現氣體的增壓。

連桿是發動機中主要傳動部件之一，它將活塞與曲軸聯接起來，使活塞的往復直線運動變為曲柄的回轉運動，以輸出動力。在柴油發動機工作過程中，連桿承受膨脹氣體交變壓力和慣性急劇變化產生的動載荷，這就要求連桿應具有足夠的強度和剛度。

在第二次世界大戰中，活塞式發動機得到了技術革新，優化了發動機的性能和運行效率。活塞式發動機主要由氣缸、活塞、連桿、曲軸、氣門機構、螺旋槳減速器、機匣等組成。氣缸是混合氣（汽油和空氣）進行燃燒的地方，氣缸內容納活塞做往復運動。發動機工作時氣缸溫度很高，所以氣缸外壁上有許多散熱片，用以擴大散熱面積。

可以在設備制造過程中在主軸承蓋上打鉆開孔以安裝溫度探頭，也可以在設備安裝完成后，移開軸承蓋，再打鉆開孔，安裝溫度探頭。 缸體振動（Crankcase Frame Vibration）對稱平衡式壓縮機上的氣缸作用在曲軸上的力從物理上講能相互抵消，但是當過程發生變化，如閥門卸載或閥門損壞時，其作用在機器上的壓力會產生不平衡。

2.2 發動機多體動力學模型的建立 采用EXCITE-PU 對曲軸進行動力學建模[3-4]，以及建立由燃燒激勵引起發動機載荷激勵的多體動力學模型，如圖2 所示。 圖2 發動機多體動力學模型顯示界面 運用EXCITE-PR 對活塞動力學進行建模[5]，可提供活塞側推力激勵。