[00131077]发动机结构与性能分析关键技术及方法研究

背景：通过“九五”“十五”对发动机结构设计分析与研究，发现很多技术比较关键，比如组合结构结合部的动态刚度匹配、发动机热平衡、构件的热－机械负荷耦合作用、增压系统匹配等问题，本项目对此做了大量研究工作，提出并形成自主科学技术，应用于相关发动机项目研究中。　　主要内容：包括发动机结构分析前沿领域的四项关键技术和方法。具体有组合结构动态设计、热与机械耦合场分析和载荷边界条件确定、发动机增压系统匹配设计等：（1）发动机组合结构动态设计方法。给出了缸盖、机体、曲轴等主要零部件实体模型简化原则、结合面的动态特性模拟方法、组合结构的数值模态分析和实验模态分析方法、动态响应分析方法、灵敏度分析和结构动态优化设计方法以及静态特性分析方法、组合结构动态特性与刚度匹配规律，并在此基础上制定了发动机运动件、固定件设计分析的规范性准则。（2）发动机热和机械负荷耦合场分析方法。研究了活塞在热与机械负荷单独作用以及热与机械负荷耦合作用下零件刚强度的分析方法。（3）研究并建立了发动机集总参数网络模型，该模型是一个包括缸盖、气门、缸垫、缸套、活塞、活塞环、进排气、冷却水、润滑油等在内的复杂系统热力学模型，并编制出了分析软件系统，不仅可为结构分析提供热边界条件，同时可对温度场分析结果进行验证，而且可以实现发动机整机热平衡分析。（4）建立了发动机、增压器之间的热力学模型并编制出分析软件，不仅可为结构分析提供机械和热边界条件，而且可以进行增压系统与发动机的匹配设计。　　创造性与先进性：该项目成果中的关键技术及方法针对性强，软件系统使用方便，不仅可以提高我国发动机自主设计的水准，而且可为推进我国发动机行业软件产业的发展做出贡献。　　应用推广：“十五” “十一五”期间，主要由中国北方发动机研究所等单位使用，认为本成果非常实用、有效，可以在相关行业的科研院所及高校进行推广。　　2007年获山西省高等学校科学技术奖一等奖。