副標題#e#   0引言
   
    發動機是直接影響車輛可靠性等的動力部件，隨著科學技術的發展，其設計時間已經大大縮短，設計質量和性能不斷提高。作為發動機中結構最復雜、工作條件最惡劣的零件之一，缸蓋的設計尤其關鍵，其設計方法已由傳統的經驗設計發展為計算機輔助設計。對于缸蓋的設計，很重要的一點是要避免工作中的振動，因此模態分析是當今設計人員的一個工作重點。本文基于Solidworks，對某缸蓋進行了三維造型，通過進行缸蓋的模態分析，找出缸蓋振動的原因，并在此基礎上提出了改進方案。
   
    1三維造型
   
    圖1為基于Solidwork;的某四缸發動機的三維造型圖，其中關鍵技術有以下幾點。
   
    (1)毛坯制作
   
    這步包含毛坯生長、孔拉伸、毛坯鏡像等，比較復雜關鍵的是燃燒室型腔的造型，要注意避免特征之間的相互干涉。
   
    (2)水道孔以及螺栓孔的造型
   
    包括拉伸、切除、放樣等特征造型。要注意的是，由于孔較多，需要不斷變換基準，基準面的選擇很重要。
   
    (3)其它特征
   
    其它諸如火花塞孔、倒角等特征，所用方法也是上述幾種，但要注意的是，為使后面分析方便，對于不影響分析結果的特征(如倒角)，可以適當簡化。
   
    2模態分析
   
    模態分析已經成為研究振動的一個重要方法，其理論基礎已經很成熟。隨著計算機的發展，利用有限單元法進行模態分析，對研究缸蓋的振動很有意義。主要是通過求得缸蓋各階模態參數，從而評價其動態特性是否符合要求，校驗理論計算結果的準確性，為設計提供支持。
   
    本文的分析基于圖1的二維造型，研究沒有阻尼的系統的自由振動，即得出缸蓋的各階固有頻率。主要步驟有:建立有限元模型;定義模型的屬性和約束;定義輸出控制文件并求解。
   

    2.1有限元模型
   
    單元類型采用實體單元，網格劃分采用疏密相間方式，最后的節點總數為59 362，單元總數為37 173。
   
    模型的材料以鋁合金ZL104為主要分析對象，并與其它材料進行比較。選取氣缸蓋的材料參數為:彈性模量E=69 GPa，泊松比? = 0. 34，材料抗拉強度σb=145 MPa，抗壓強度，σc>430MPa，缸內最大爆發壓力6MPa,螺栓預緊力40kN，材料密度P=2.7 x10的負9次方/mm3，材料的線膨脹系數β=23 x 10負6次方/℃，導熱系數203mW/(mm·K) 。
   
    約束定義在圖2中的前端面上，6個自由度進行全約束。