非线性多体系统仿真和有限元分析相结合的曲轴动态应力计算[外文翻译].rar

附件C：译文

非线性多体系统仿真和有限元分析相结合的曲轴动态应力计算

马丁 罗伯特
VKA ，亚琛工业大学，德国
赖拉赫，菲利普Kley
FEV Motorentechnik有限公司， Aachen ，德国

摘要
为了节省时间和费用，在发动机的发展进程，需要越来越多的CAE技术支持.为了实现这一目标，一方面，计算要快，另一方面，必须提供可靠的结果。
越来越多的力量导致了现代计算机支持越来越多的仿真任务的可能性。但是仍然有必要以效率来评估不同的CAE工具，并仔细检查哪一种模拟目标相匹配的是最好的。
往往组合不同模拟技术才能显示最佳结果。一个很好的例子是非线性多体系统仿真（MSS）与非线性有限元分析（ FEA ）的相结合。使用非线性有限元分析代表了持续不断的动态结构大量的自由度计算的减少。全部动态的若干部分，可能会出现重复计算，在考虑所有非线性耦合部件之间的位置和结构变形行为，作为特征向量的有限元分析计算。
仿真程序的一个典型的例子就是计算发动机曲轴旋转与发动机本体之间的相互作用。结合有限元分析和非线性多体系统仿真可以认为在发动机曲轴旋转的结构变形与发动机本体陀螺效应，一般是曲轴和飞轮的旋转造成的。滑动轴承的高度非线性动力学可考虑使用特定的子程序，即所谓的非线性多体系统仿真求解。

现实的曲轴应力计算的一般有三个主要工作步骤：
首先柔性旋转曲轴和发动机本体的动力学是靠轴颈以及活塞连杆的装配联系在一起的。应用软件可用来计算轴颈及活塞连杆之间的装配对其的影响，经验表明应用软件可以大大提高计算的准确性。
其次，必须考虑发动机的操纵外壳。也就是说，这个大量数据的仿真必须可执行，有现实意义的。新的集成和模拟方法比过去减少了CPU的时间，并提供显着改善可用性的模拟方法。但是，采用非线性多体系统仿真，前提条件是必需详细知道发动机的工作条件。这就意味着结合工具与不同程度的改进才能实现最大限度的提高效率。
最后找到集中作用点的力的大小和作用位置。应用CAE进行发动机开发过程中计算机资源和计算结果的精度之间的矛盾是一个关键的问题。
本文介绍了以上述定义为基础的一个现有发动机工程开发的例子。ADMAS已经可以进行非线性多体系统仿真。FEVMotorentechnik有限公司（德国）和与亚琛工业大学一起合作制定了发动机的主要工作范围和水动力耦合的滑动轴承的液力联轴节。