发电机支架断裂分析(一)

愚@笑@痴

作者：上汽通用五菱技术中心 梁静强 来源：智造网
1 前言
　　支架作为发动机的相关附件在运行中都会产生一定的振动，加上发动机本身的振动，因此支架系统工作时受到的外部较大的激励，其本身的刚度与结构合理性对自身的可靠性耐久性，以及系统的振动噪声性能都有很大的影响。
　　某发动机在实际使用和台架性能实验中，发现其发电机支架的固定螺栓发生断裂，在进一步的对该车型多个随机样车进行现场检测时，发现所有样机在发动机转速为4000 ～ 4500rpm 之间时，发电机支架存在强烈的振动。针对此现象，本文借助Lms.Test.lab 和有限元分析方法进行了深入的探讨。认为造成这种振动的主要原因来源于两个方面：一是存在异常的激励源，二是存在不良的结构或系统动态特性，且二者同时存在。
　　2 支架断裂实验分析
　　对于该问题的处理，本文首先对该款发动机台架上对发动机的支架进行了振动测试。
　　2.1 实验样件准备、传感器布置
　　将同款型号的发动机连同出故障的同型号支架装配到整车上，然后分别在缸体、支架、发电机、压缩机分别布置一个三向的加速度传感器，如图所示：
　　

　　图 1 加速度传感器安装图
　　2.2 坐标轴定义
　　本文坐标轴按整车坐标系定义：X 轴由车头指向车尾;Y 轴由主驾座指向副驾座;Z 轴由车底指向车顶;如图所示：
　　

　　图 2 坐标系定义示意图
　　2.3 实验工况
　　本文的分析由于时间急促，仅选择在公司的试车道进行路试，路试的工况为将油门全开，将发动机转速从1000rpm 均匀提升到6000rpm，采样间隔为25 转，带宽设为0~1024Hz，分辨率为1Hz。
　　2.4 实验结果
　　测试结果得到发动机转速从1000rpm 均匀提升到6000rpm 的振动信息，其中各测点的overall 加速度振幅如图所示。
　　

　　图 3 各测点overall 加速度振幅图
　　由图可见，在1458rpm,1779rpm,2134rpm,4318rpm 转速下均有支架振动过大的情况存在。其中，发电机x 方向和压缩机x 方向振动较大较典型。
　　单独对发电机和压缩机的x 方向分析其colormap 图(如图)，对于发电机x 方向colormap图，可见在97.43Hz,142Hz 和255~370Hz 附近明显存在共振的现象;对于压缩机的x 方向，也同样在97.43Hz,142Hz 和255~370Hz 附近存在共振现象。
　　

　　图4 发电机x 方向colormap 图
　　

　　图5 压缩机x 方向colormap 图

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這個好棒喔~
學習一下

bruce_proconn

结论呢？处理方法呢？