本文应用I—DEAS软件的CAD模块和多刚体动力学仿真软件ADAMS,构造了一个提速机车16V柴油机轴系(曲柄连杆机构)的虚拟样机模型。基于这个虚拟样机模型,进行了运动分析和动力学分析,并以曲柄连杆平衡块质心位置为设计变量,以轴系动不平衡干扰力最小为优化策略,从优化设计的角度实现了动力学最优设计。 应用I-DEAS软件的CAD模块对轴系组件(活塞、连杆、曲轴、轴承)进行三维实体建模,创建运动副和地基,施加重力和作用力,完成了机构创建。利用I-DEAS软件的CAD模块的接口,将仿真模型导入机械系统多体动力学仿真软件ADAMS中,对多刚体模型进行调整后仿真求解,从而计算出各构件的任意时刻任意位置的运动规律(位移、速度、加速度等)和构件间的作用力。对仿真计算结果进行后处理,获得各种所需响应曲线。通过改变曲柄连杆机构的质心位置进而改变曲柄连杆机构所受的干扰力,对柴油机的动力学性能进行了优化。 本文主要研究了在不考虑摩擦阻力和作用在柴油机曲轴上的负载阻力的影响情况下,用机械系统仿真软件ADAMS研究曲柄连杆机构的运动规律和动力学规律,以及如何尽可能消除干扰力对机体产生的影响的方法。 研究结果表明:利用机械动力学分析软件ADAMS可以对柴油机轴系进行了运动学、动力学特性仿真分析,得到所需要的各种数据,并对柴油机曲柄连杆机构进行优化,达到预期的仿真结果。获得的运动分析和动力学分析结果表明,将虚拟样机仿真技术用于提速机车柴油机设计是既经济有有效的科学化手段,而且系统越复杂,本文所使用的方法越有价值。