基于逆向工程的凸轮轴模态分析方法

余宗禹 夏承睿 李祖艺 赖海平

摘要：本文以凸轮轴为例介绍了一种基于Geomagic Design X的逆向工程的对零件模态的评估方法，为节约某些零件的开发成本，缩短其开发周期等提供了可行的方案。凸轮轴是内燃机的五大件之一，在内燃机零部件中具有重要地位。由于其功能及使用环境的影响，凸轮轴模态设计不合理时可能导致如异响、异常磨损等现象。本文基于Geomagic Design X对某内燃机凸轮轴进行逆向建模，得到凸轮轴的三维数据模型，利用ANSYS Workbench分析软件，完成了该模型的模态分析计算，得到凸轮轴在自由状态下的固有频率及振型，并将仿真结果与实验结果进行对比，验证了本评估方法的准确性与有效性。

关键词：逆向工程;内燃机;凸轮轴;模态分析;Geomagic Design X;ANSYS Workbench

中图分类号：U464.134.4                                  文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）02-0028-02

0  引言

凸轮轴是发动机的重要部件，其作用是控制气门的开启和闭合动作，工作转速较高，需要承受一定扭矩，常见材质是合金冷激铸铁或球墨铸铁。设计中对凸轮轴各参数都提出了较高的要求，如凸轮轴模态对其NVH表现、磨损表现等均有一定影响。本文基于逆向工程技术，对市面上某内燃机凸轮轴进行逆向建模，并利用ANSYS Workbench对该模型进行模态仿真，得到其在自由状态下的固有频率及振型。通过将模态仿真结果与实验实测的模态进行对比，验证了利用逆向工程所得数据对目标产品进行模态分析的可行性与准确性。

1  逆向工程简介

逆向工程（Reverse Engineering）亦被称作反向工程，是一种用……