内燃机曲柄连杆机构的动态模拟

时间：2024-08-27 11:30:32 机电毕业论文我要投稿

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内燃机曲柄连杆机构的动态模拟

　　内燃机，是一种动力机械，它是通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。广义上的内燃机不仅包括往复活塞式内燃机、旋转活塞式发动机和自由活塞式发动机，也包括旋转叶轮式的喷气式发动机，但通常所说的内燃机是指活塞式内燃机。

　　摘要：由于内燃机具备复杂的结构，因此在对其机构的运动过程进行模拟有着较大的难度。为了使其模拟更加科学有效，合理选择计算机软件非常关键。本次在分析内燃机曲柄连杆机构二维创作的基础上，进一步对内燃机曲柄连杆机构的动态模拟关键步骤进行分析，以期为内燃机曲柄连杆机构动态模拟的优化提供有效凭据。

　　关键词：内燃机;动态模拟;曲柄连杆机构

　　近年来，多媒体技术发展迅速，并且被广泛应用于各个领域。例如：在现代化教学过程中，便会广泛应用到多媒体技术。依赖于多媒体技术的图像演示功能，使得一些教学内容能够化抽象为直观，从而更易让学生理解[1]。但对于内燃机来说，因其结构较为复杂，怎样利用计算机软件对其机构运动过程进行模拟便是一项值得深入探究的课题。

　　一、内燃机曲柄连杆机构二维创作分析

　　基于内燃机曲柄连杆机构二维创作过程中，通常会采取Flash制作方法。对于Flash来说，是将时间轴作为基础，进而针对动画的制作及其播放进行合理、有序地安排。换而言之，便是基于不同时间点，对各类场景进行调配，同时对各个对象进行有机组合，最终使预期希望制作的动画文件的播放流程得到有效完成。基于Flash动画制作过程中，一般会采取2类方法：其一，对Motin Tweening运算方法加以应用，或者对Shape

　　Tweening运算方法加以应用，使Flash基于播放过程中，能够根据预先设置好的模式进行移动，或者变形[2]。只需对对象加以明确，或者对图形在起始及终点所处方位加以明确便可。其二，即为分格动画，对连续关键帧加以利用，进而对动画进行构建。由于内燃机机构运动存在复杂的特点，从而导致第一类制作方法难以符合标准;所以，基于创作期间，一般会采取分格动画创作方法。以四冲程内燃机为例，其工作循环具备四大活塞行程，也就是进气行程、压缩行程、膨胀行程以及排气行程;对于曲轴转动来说，在1个工作循环当中为720°。

　　二、动态模拟关键步骤分析

　　(1)科学地制作关键帧。对于内燃机活塞来说，在1个工作行程过程中，曲轴所转动的角度为720°，虽然能够明确活塞在此运动过程中，往返运动了2次。但从此次动画所呈现的表现方面来看，在每一个行程间的差异性上还没有重视。所以，曲轴只需转动360°，便能够将活塞的运动行程从整体层面上表现出来。因此，在对关键帧进行制作过程中，便可以参照曲轴每一转为36°进行计算，从中可以看出关键帧一共需制作十个。由于在这一环节，其模拟不需要太精准，因此可以将曲轴设为 60°一转，进而使制作的时间得到有效节省。基于制作期间，可利用扫描仪对图片进行扫描，进而将扫描过后的图片放在Photoshop上面进行着色修复。对于图片来说，每一幅的尺寸都需相同，从而使动画在合成过程中的流产性得到有效保证。

　　(2)充分遵循动画合成步骤。基于动画合成过程中，需充分遵循以下步骤：

　　第一步：基于Flash当中建立1个电影文件，然后选取“Modify”选项以及“Movie选项”等。基于Frame Rate当中，视为构建连续关键动画的为“lfps”;“Dimensions”则表示对动画尺寸进行设置，其余选项维持默认数值便可。

　　第二步：对“File”命令以及“Import”命令加以选取，基于以上留存关键帧的文件夹当中，对“过程1.gif”图形文件加以选择。在以上制作过程中，共有图形文件6幅，且这6幅图形的编号是按照依次的顺序编排的，所以在询问过程中有两个选项，选择其中的“是”选项便可，便是1组图形文件以依次的方式自动导入。

　　第三步：在图形文件导入之后，便会自动生成基于Flash的编辑画面。因此，可对基于Flash的图形编辑工具加以利用，然后针对每一个关键帧进行合理科学的调整，进一步确保动画的逼真。然后，对“Control”命令以及“Play”命令加以选择，将回车键的按钮按下之后，便可以播放动画，进而观看动画。若不能满足观赏者的需求，可经“Modify”选项以及“Movie”选项，进而使动画的播放速度进行调整，进而使观赏者观看动画的需求得到有效满足。完成上述步骤后，便可将动画输出。在动画输出过程中，同样需要遵循相应的步骤，以此确保动画模拟操作流程的完整性及科学性。

　　三、结语

　　由于内燃机曲柄连杆机构的运动过程存在复杂的特点，为此采取有效模拟方面，对其机构运动过程进行模拟便显得极为重要。本文从二维创作理念出发，提到了以Flash为创作基础的模拟方面，该模拟方法具备的优势包括：其一，在制作方面能够展现简单的优势;其二，在使用方面显得非常便捷;其三，在模拟动画效果方面既生动，又逼真。结合本次研究结果，可以初步得出：在内燃机曲柄连杆机构动态模拟过程中，便可以利用Flash进行制作，进一步确保机构动态模拟的有效性及科学性。

　　参考文献：

　　[1] 刘鹏飞.张梅.曲柄连杆机构多刚体动力学仿真方法研究[J].汽车零部件，2013，02：55-57.

　　[2] 张小明.魏德超.郭晓杰.基于ADAMS的多缸内燃机曲柄连杆机构动力学仿真分析[J].机械传动，2012，12：95-97.

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