內燃機曲柄連桿機構的動態模擬

時間：2024-08-27 11:30:32 機電畢業論文我要投稿

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內燃機曲柄連桿機構的動態模擬

　　內燃機，是一種動力機械，它是通過使燃料在機器內部燃燒，并將其放出的熱能直接轉換為動力的熱力發動機。廣義上的內燃機不僅包括往復活塞式內燃機、旋轉活塞式發動機和自由活塞式發動機，也包括旋轉葉輪式的噴氣式發動機，但通常所說的內燃機是指活塞式內燃機。

　　摘要：由于內燃機具備復雜的結構，因此在對其機構的運動過程進行模擬有著較大的難度。為了使其模擬更加科學有效，合理選擇計算機軟件非常關鍵。本次在分析內燃機曲柄連桿機構二維創作的基礎上，進一步對內燃機曲柄連桿機構的動態模擬關鍵步驟進行分析，以期為內燃機曲柄連桿機構動態模擬的優化提供有效憑據。

　　關鍵詞：內燃機;動態模擬;曲柄連桿機構

　　近年來，多媒體技術發展迅速，并且被廣泛應用于各個領域。例如：在現代化教學過程中，便會廣泛應用到多媒體技術。依賴于多媒體技術的圖像演示功能，使得一些教學內容能夠化抽象為直觀，從而更易讓學生理解[1]。但對于內燃機來說，因其結構較為復雜，怎樣利用計算機軟件對其機構運動過程進行模擬便是一項值得深入探究的課題。

　　一、內燃機曲柄連桿機構二維創作分析

　　基于內燃機曲柄連桿機構二維創作過程中，通常會采取Flash制作方法。對于Flash來說，是將時間軸作為基礎，進而針對動畫的制作及其播放進行合理、有序地安排。換而言之，便是基于不同時間點，對各類場景進行調配，同時對各個對象進行有機組合，最終使預期希望制作的動畫文件的播放流程得到有效完成。基于Flash動畫制作過程中，一般會采取2類方法：其一，對Motin Tweening運算方法加以應用，或者對Shape

　　Tweening運算方法加以應用，使Flash基于播放過程中，能夠根據預先設置好的模式進行移動，或者變形[2]。只需對對象加以明確，或者對圖形在起始及終點所處方位加以明確便可。其二，即為分格動畫，對連續關鍵幀加以利用，進而對動畫進行構建。由于內燃機機構運動存在復雜的特點，從而導致第一類制作方法難以符合標準;所以，基于創作期間，一般會采取分格動畫創作方法。以四沖程內燃機為例，其工作循環具備四大活塞行程，也就是進氣行程、壓縮行程、膨脹行程以及排氣行程;對于曲軸轉動來說，在1個工作循環當中為720°。

　　二、動態模擬關鍵步驟分析

　　(1)科學地制作關鍵幀。對于內燃機活塞來說，在1個工作行程過程中，曲軸所轉動的角度為720°，雖然能夠明確活塞在此運動過程中，往返運動了2次。但從此次動畫所呈現的表現方面來看，在每一個行程間的差異性上還沒有重視。所以，曲軸只需轉動360°，便能夠將活塞的運動行程從整體層面上表現出來。因此，在對關鍵幀進行制作過程中，便可以參照曲軸每一轉為36°進行計算，從中可以看出關鍵幀一共需制作十個。由于在這一環節，其模擬不需要太精準，因此可以將曲軸設為 60°一轉，進而使制作的時間得到有效節省。基于制作期間，可利用掃描儀對圖片進行掃描，進而將掃描過后的圖片放在Photoshop上面進行著色修復。對于圖片來說，每一幅的尺寸都需相同，從而使動畫在合成過程中的流產性得到有效保證。

　　(2)充分遵循動畫合成步驟。基于動畫合成過程中，需充分遵循以下步驟：

　　第一步：基于Flash當中建立1個電影文件，然后選取“Modify”選項以及“Movie選項”等。基于Frame Rate當中，視為構建連續關鍵動畫的為“lfps”;“Dimensions”則表示對動畫尺寸進行設置，其余選項維持默認數值便可。

　　第二步：對“File”命令以及“Import”命令加以選取，基于以上留存關鍵幀的文件夾當中，對“過程1.gif”圖形文件加以選擇。在以上制作過程中，共有圖形文件6幅，且這6幅圖形的編號是按照依次的順序編排的，所以在詢問過程中有兩個選項，選擇其中的“是”選項便可，便是1組圖形文件以依次的方式自動導入。

　　第三步：在圖形文件導入之后，便會自動生成基于Flash的編輯畫面。因此，可對基于Flash的圖形編輯工具加以利用，然后針對每一個關鍵幀進行合理科學的調整，進一步確保動畫的逼真。然后，對“Control”命令以及“Play”命令加以選擇，將回車鍵的按鈕按下之后，便可以播放動畫，進而觀看動畫。若不能滿足觀賞者的需求，可經“Modify”選項以及“Movie”選項，進而使動畫的播放速度進行調整，進而使觀賞者觀看動畫的需求得到有效滿足。完成上述步驟后，便可將動畫輸出。在動畫輸出過程中，同樣需要遵循相應的步驟，以此確保動畫模擬操作流程的完整性及科學性。

　　三、結語

　　由于內燃機曲柄連桿機構的運動過程存在復雜的特點，為此采取有效模擬方面，對其機構運動過程進行模擬便顯得極為重要。本文從二維創作理念出發，提到了以Flash為創作基礎的模擬方面，該模擬方法具備的優勢包括：其一，在制作方面能夠展現簡單的優勢;其二，在使用方面顯得非常便捷;其三，在模擬動畫效果方面既生動，又逼真。結合本次研究結果，可以初步得出：在內燃機曲柄連桿機構動態模擬過程中，便可以利用Flash進行制作，進一步確保機構動態模擬的有效性及科學性。

　　參考文獻：

　　[1] 劉鵬飛.張梅.曲柄連桿機構多剛體動力學仿真方法研究[J].汽車零部件，2013，02：55-57.

　　[2] 張小明.魏德超.郭曉杰.基于ADAMS的多缸內燃機曲柄連桿機構動力學仿真分析[J].機械傳動，2012，12：95-97.

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