论文运用机械产品动态设计的理论和方法,研究柴油机机体在燃烧和机械联合激励下的振动响应,探讨一种求解复杂机构在多激励源联合激励下的振动响应的有限元求解方法,在设计阶段对柴油机振动进行预测与控制,以指导基于振动控制的柴油机结构设计。首先,利用柴油机实体模型建立有限元计算模型,通过理论分析与实验研究两种不同手段,对柴油机进行实验模态分析和有限元模态分析,并将结果进行对比,来验证所建立有限元计算模型的合理性。在此基础上,利用大型有限元分析软件Patran/Nastran对柴油机机体、曲轴进行模态分析,得出自由和约束条件下的模态频率和振型,分析了柴油机安装对其结构动态特性的影响。其次,根据多体动力学的基本理论,对柴油机的曲柄连杆机构进行了动力学分析,利用ADAMS建立虚拟样机模型,计算出柴油机在标定工况下的活塞侧向力曲线、缸内压力曲线以及主轴承力曲线,并在时间和空间上进行离散化处理,编制了载荷施加命令流程序,将载荷合理地施加到机体的有限元模型上。再次,建立机体结构动态响应模型,计算得出机体在联合载荷激励下的表面位移响应等值线、应力等值线、速度以及加速度曲线。并对结果进行了后处理,分析了机体表面振动响应量的分布,以及活塞侧向力、螺栓轴向力和主轴承载荷对机体振动的影响。实验与计算结果相吻合,表明采用有限元方法来预测柴油机的振动响应是可行的。最后,对机体结构提出了改进方案,仿真计算结果表明,改进后的机体振动,特别是机体裙部的振动状况得到了较为明显的改善。