發(fā)布時間：2018-01-04 05:28

  本文關鍵詞：裝載機減振分析及動力總成懸置系統(tǒng)優(yōu)化設計　出處：《山東大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 動力總成 懸置系統(tǒng) 隔振分析 能量解耦 優(yōu)化設計

【摘要】：隨著技術水平的提高,工程機械的作業(yè)能力不再是評判機械設備的唯一指標,其振動與噪聲水平成為能否被市場認可的首要條件。動力總成作為車輛主要的振動激勵源,通過懸置安裝在車架上,其工作過程中的不平衡慣性力及轉矩波動通過車架傳遞到駕駛室,對整車的舒適性影響較大。設計合理的動力總成懸置系統(tǒng)可以有效減少振動向車架及駕駛室的傳遞,還可以避免零部件因振動過大帶來的過早損壞問題。本文針對某型號裝載機定置狀態(tài)下振動過大的問題進行了研究,通過試驗測試發(fā)現(xiàn),動力總成懸置系統(tǒng)在多個轉速下產(chǎn)生了共振,且懸置隔振率不高,需要對動力總成懸置系統(tǒng)進行優(yōu)化設計。通過相關文獻的閱讀,掌握了動力總成懸置系統(tǒng)的設計思路及隔振分析方法,運用拉格朗日法建立了動力總成懸置系統(tǒng)的六自由度模型。根據(jù)此動力學模型,分析得到動力總成懸置系統(tǒng)固有頻率特性、能量解耦率、動態(tài)響應特性的計算方法。試驗獲取了動力總成懸置系統(tǒng)的基本參數(shù),包括：動力總成的質(zhì)心位置、轉動慣量及慣性積,懸置的安裝位置、安裝角度及剛度值。根據(jù)動力總成懸置系統(tǒng)動力學模型,基于MATLAB軟件編制了懸置系統(tǒng)模態(tài)計算程序,并與多體動力學軟件ADAMS進行了對比,計算結果準確可靠,分析得出動力總成懸置系統(tǒng)優(yōu)化設計的方向。以懸置安裝參數(shù)為優(yōu)化變量,六自由度能量解耦率及懸置處動反力幅值最小為目標函數(shù),建立了動力總成懸置系統(tǒng)優(yōu)化模型。在優(yōu)化模型基礎上,基于MATLAB/GUI平臺編制了動力總成懸置系統(tǒng)優(yōu)化設計軟件,優(yōu)化算法采用序列二次規(guī)劃算法和遺傳算法,可以實現(xiàn)懸置系統(tǒng)的模態(tài)計算、優(yōu)化設計以及動態(tài)響應分析三方面功能。采用所編制的優(yōu)化軟件,對該型號動力總成懸置系統(tǒng)進行了優(yōu)化設計。對比兩種優(yōu)化算法得到的解耦方案,遺傳算法作為一種全局優(yōu)化算法,其模態(tài)解耦結果要優(yōu)于序列二次規(guī)劃算法,所以將遺傳算法優(yōu)化后的懸置剛度值作為最終設計方案。試驗測試了優(yōu)化后懸置處振動情況,將優(yōu)化前后試驗數(shù)據(jù)進行對比,優(yōu)化后車架及駕駛室支座加速度均小于優(yōu)化前,且懸置系統(tǒng)共振減少,顯著提升了動力總成懸置系統(tǒng)的隔振性能。
[Abstract]:With the improvement of technical level, the working ability of construction machinery is no longer the only index to judge mechanical equipment. The level of vibration and noise is the most important condition to be recognized by the market. As the main vibration source of the vehicle, the powertrain is mounted on the frame by mounting. The unbalanced inertia force and torque ripple are transmitted to the cab through the frame. It has a great influence on the comfort of the whole vehicle. A reasonably designed powertrain mount system can effectively reduce the transmission of vibration to the frame and cab. It can also avoid premature damage caused by excessive vibration. In this paper, the problem of excessive vibration in a certain type of loader is studied, and the experimental results are found. The mount system of powertrain has resonance at multiple rotational speeds, and the mount isolation rate is not high, so it is necessary to optimize the design of powertrain mount system. The design idea and vibration isolation analysis method of powertrain mount system are grasped, and the six degree of freedom model of power assembly mount system is established by using Lagrange method. The natural frequency characteristic, the energy decoupling rate and the dynamic response characteristic of the powertrain mount system are analyzed. The basic parameters of the powertrain mount system are obtained by experiments, including the mass center position of the powertrain. The moment of inertia and inertia product, mounting position, mounting angle and stiffness value. According to the dynamic model of powertrain mount system, the modal calculation program of mount system is compiled based on MATLAB software. And compared with the multi-body dynamics software ADAMS, the calculation results are accurate and reliable, and the direction of optimal design of the powertrain mount system is obtained. The mounting parameters are taken as the optimization variables. The energy decoupling rate of six degrees of freedom and the minimum amplitude of the dynamic reaction force at the mount are the objective functions, and the optimization model of the powertrain mount system is established. Based on MATLAB/GUI platform, the optimal design software of powertrain mount system is developed. The optimization algorithm adopts sequential quadratic programming algorithm and genetic algorithm, which can realize the modal calculation of the mount system. Optimization design and dynamic response analysis are used to optimize the design of this type of powertrain mount system. The decoupling schemes obtained by the two optimization algorithms are compared. As a global optimization algorithm, genetic algorithm (GA) has better modal decoupling results than sequential quadratic programming (SQP). So the optimization of the genetic algorithm after the mount stiffness as the final design scheme. Test the vibration of the optimized mount, and compare the test data before and after the optimization. The acceleration of the frame and cab support after optimization is lower than that before the optimization, and the resonance of the mounting system is reduced, which improves the vibration isolation performance of the powertrain mount system.
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH243

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 許聞清;陳劍;;基于改進遺傳模擬退火算法的動力總成懸置系統(tǒng)優(yōu)化設計[J];中國機械工程;2011年07期

2 嚴世榕;李智強;;整車環(huán)境下動力總成懸置系統(tǒng)振動特性研究[J];福州大學學報(自然科學版);2014年01期

3 武一民,劉劍,劉茜;客車動力總成懸置系統(tǒng)的研究[J];河北工業(yè)大學學報;2001年03期

4 方錫邦,陳樹勇,張文炬;轎車動力總成懸置系統(tǒng)隔振性能的仿真研究[J];合肥工業(yè)大學學報(自然科學版);2003年02期

5 方錫邦,汪佳;轎車動力總成懸置系統(tǒng)三維動力學模型的建立及優(yōu)化[J];阜陽師范學院學報(自然科學版);2004年02期

6 黃鼎友,吉向東;動力總成懸置系統(tǒng)建模及振動仿真[J];江蘇大學學報(自然科學版);2005年03期

7 錢留華,唐新蓬,陳麗;載重車動力總成懸置系統(tǒng)隔振性能的仿真分析[J];現(xiàn)代機械;2005年01期

8 方錫邦,汪佳,楊祖昆,夏邦金;轎車動力總成懸置系統(tǒng)的優(yōu)化設計[J];合肥工業(yè)大學學報(自然科學版);2005年02期

9 王顯會;李守成;黃鵬程;徐彬;;轎車發(fā)動機動力總成懸置系統(tǒng)優(yōu)化研究[J];南京理工大學學報(自然科學版);2006年01期

10 肖杰;雷雨成;湯滌軍;;基于能量法解耦的動力總成懸置系統(tǒng)優(yōu)化設計[J];車用發(fā)動機;2006年03期

相關會議論文 前10條

1 趙登峰;;客車動力總成懸置匹配研究[A];河南省汽車工程學會第二屆科研學術研討會論文集[C];2005年

2 趙登峰;;客車動力總成懸置匹配研究[A];2005年中國客車學術年會論文集[C];2005年

3 黃啟涌;;某轎車動力總成懸置系統(tǒng)隔振性能仿真研究[A];豪爵摩托獎廣東省汽車行業(yè)第五期學術活動論文匯編[C];2008年

4 王亮;門永新;朱貞英;王志亮;趙福全;;某乘用車動力總成懸置系統(tǒng)優(yōu)化及穩(wěn)健性分析[A];第七屆中國CAE工程分析技術年會暨2011全國計算機輔助工程（CAE）技術與應用高級研討會論文集[C];2011年

5 鐘和輝;;動力總成懸置研究[A];豪爵摩托獎廣東省汽車行業(yè)第五期學術活動論文匯編[C];2008年

6 王玨;李國鋒;于翠;李釗;;一種動力總成懸置載荷測量和疲勞試驗方法[A];面向未來的汽車與交通——2013中國汽車工程學會年會論文集精選[C];2013年

7 黃慶;杜登惠;黃小飛;;動力總成懸置支架的多工況拓撲優(yōu)化[A];結構及多學科優(yōu)化工程應用與理論研討會’2009（CSMO-2009）論文集[C];2009年

8 程小虎;張代勝;;基于遺傳算法的動力總成懸置系統(tǒng)優(yōu)化[A];第二十一屆全國振動與噪聲高技術及應用學術會議論文集[C];2008年

9 鄧曉龍;方子帆;劉國慶;;動力總成懸置支架拓撲優(yōu)化研究[A];湖北省機械工程學會青年分會2006年年會暨第2屆機械學院院長（系主任）會議論文集（上）[C];2006年

10 崔云霞;陳建;龍逢兵;;動力總成懸置系統(tǒng)仿真分析及懸置支架優(yōu)化[A];西南汽車信息：2013年第9期（總第330期）[C];2013年

相關重要報紙文章 前1條

1 王芳;德爾福推出新型磁流變液動力總成懸置系統(tǒng)[N];中國工業(yè)報;2009年

相關博士學位論文 前7條

1 張武;汽車動力總成懸置系統(tǒng)關鍵技術研究[D];合肥工業(yè)大學;2013年

2 龍巖;基于改進傳遞路徑分析方法的動力總成懸置系統(tǒng)優(yōu)化設計[D];吉林大學;2010年

3 胡金芳;計及彈性基礎的動力總成懸置系統(tǒng)特性分析與解耦研究[D];合肥工業(yè)大學;2012年

4 潘道遠;汽車動力總成懸置動態(tài)特性與控制方法研究[D];江蘇大學;2014年

5 陳達亮;發(fā)動機整車匹配中的振動噪聲識別與控制研究[D];天津大學;2008年

6 姜莞;商用車動力總成懸置性能模擬與疲勞壽命預測研究[D];吉林大學;2011年

7 付江華;輕型客車關鍵橡膠隔振件性能匹配研究[D];吉林大學;2011年

相關碩士學位論文 前10條

1 黃冬明;基于動力總成懸置系統(tǒng)設計方法的車內(nèi)振動控制研究[D];華南理工大學;2011年

2 王耀華;動力總成懸置系統(tǒng)振動特性分析[D];煙臺大學;2013年

3 史振盛;裝載機減振分析及動力總成懸置系統(tǒng)優(yōu)化設計[D];山東大學;2015年

4 梁文博;基于ANSYS的貨柜車動力總成懸置系統(tǒng)隔振性能分析與優(yōu)化研究[D];廣西大學;2015年

5 劉國超;重型商用卡車動力總成懸置系統(tǒng)匹配與優(yōu)化設計[D];吉林大學;2009年

6 趙濤;汽車動力總成懸置系統(tǒng)優(yōu)化設計及軟件開發(fā)[D];吉林大學;2005年

7 程亮;輕型載貨車動力總成懸置系統(tǒng)優(yōu)化研究[D];南京理工大學;2005年

8 黃啟涌;某混合動力樣車動力總成懸置系統(tǒng)隔振性能研究[D];吉林大學;2007年

9 陳樹勇;轎車動力總成懸置系統(tǒng)隔振性能的研究[D];合肥工業(yè)大學;2003年

10 黃鵬程;轎車發(fā)動機動力總成懸置系統(tǒng)技術研究[D];南京理工大學;2004年

，

本文編號：1377270