本文關鍵詞：柔性支撐下的動力總成懸置匹配研究

  更多相關文章： 動力總成懸置系統 解耦 模型減縮 優(yōu)化 穩(wěn)健性

【摘要】：汽車運行過程中,發(fā)動機是車輛最主要的振源之一。減小發(fā)動機傳遞到車輛的激振是降低車輛振動的重要途徑,是車輛NVH研究中廣泛而意義深遠的話題。發(fā)動機和變速箱剛性連接一體,統稱動力總成。動力總成占整車質量比重較大,它通過懸置系統與車輛結構相連,懸置系統是發(fā)動機激振傳遞到車輛的重要通道,因此動力總成懸置系統的合理設計對提升車輛行駛平順性和乘坐舒適性至關重要。本文研究對象是某商用車動力總成懸置系統。首先論述了前人在動力總成懸置系統匹配研究的已有成果,分析國內外動力總成懸置系統優(yōu)化匹配中的特點和不足,在此基礎上引入減縮技術建立了包含柔性基礎的動力總成懸置優(yōu)化模型。論文首先結合具體的研究車型,建立傳統動力總成懸置系統六自由度數學模型。將六自由度模型與對應的Adams多體模型進行對比,驗證了本文建立的六自由度懸置模型的正確性,為后續(xù)的研究提供基礎。對動力總成系統從頻率、模態(tài)振型、運動能量分布、支座動反力等角度進行了特性研究。結果表明動力總成原懸置系統在怠速工況難以起到隔振的作用;動力總成運動能量在多個方向發(fā)生耦合;最重要的是懸置系統對發(fā)動機的動反力具有放大作用。為改善上述狀況,以動力總成受到的沿曲軸方向的反力最小為優(yōu)化目標,并約束系統主要振動方向的能量解耦度,獲得最優(yōu)系統參數。優(yōu)化后的動力總成懸置系統不僅能達到高度的系統運動能量解耦度,而且能明顯地減小發(fā)動機激振力向車架傳遞。六自由度模型將車體視為絕對剛性,然而車輛結構具有較大柔性。針對這一不足,引入車架結構柔性,探索了柔性基礎下的動力總成懸置建模、優(yōu)化方法。論文采用Guyan減縮方法對大規(guī)模的車架有限元模型進行減縮,減縮后的模型較好的保留了原車架模型的柔性特性(模態(tài)頻率、振型等)。根據結構間的動力學和運動學關系,推導了包含剛性動力總成、柔性車架、懸架等的動力總成數學模型。該耦合模型不僅比六自由度模型呈現出更豐富的模態(tài)信息,而且較Adams柔性體模型具有運算效率高的優(yōu)勢。將基于六自由度模型的優(yōu)化所得參數應用于耦合模型,雖然可以提高動力總成懸置系統在發(fā)動機常用轉速區(qū)間的隔振性能,但是卻無法提高在怠速工況的系統隔振效果。論文最終以包含柔性車架的耦合模型為基礎,對懸置系統進行匹配優(yōu)化,獲得了良好的車輛隔振性能。在論文最后,對優(yōu)化模型的穩(wěn)健性進行了研究,結果顯示優(yōu)化模型具有良好的穩(wěn)健性。
【關鍵詞】：動力總成懸置系統 解耦 模型減縮 優(yōu)化 穩(wěn)健性
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U464.13
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 論文研究的背景和意義11-12
• 1.2 國內外研究現狀12-18
• 1.2.1 懸置元件的研究進展12-15
• 1.2.2 懸置系統隔振匹配研究現狀15-17
• 1.2.3 包含車架的動力總成懸置系統匹配研究現狀17-18
• 1.3 本文研究的思路與主要內容18-21
• 1.3.1 研究思路18-19
• 1.3.2 研究內容19-21
• 第2章 動力總成懸置系統建模21-32
• 2.1 懸置元件動力學建模21-24
• 2.1.1 橡膠元件彈性體定義21-22
• 2.1.2 橡膠塊動力學模型的選取22-24
• 2.2 六自由度動力總成懸置系統模型的建立24-28
• 2.2.1 系統動能25-26
• 2.2.2 系統勢能26-28
• 2.2.3 系統耗散能28
• 2.3 動力總成激振力分析28-31
• 2.3.1 單缸發(fā)動機曲柄連桿受力分析29-31
• 2.3.2 六缸發(fā)動機激振力分析31
• 2.4 本章小結31-32
• 第3章 動力總成懸置系統振動分析與優(yōu)化32-53
• 3.1 懸置系統基本參數測取32-33
• 3.1.1 動力總成質量與位置參數測量32-33
• 3.1.2 動力總成慣性參數測量33
• 3.2 懸置系統固有特性計算與分析33-40
• 3.2.1 模態(tài)特性與能量分布計算34-37
• 3.2.2 系統交變響應力計算37-40
• 3.3 懸置系統解耦理論40-43
• 3.3.1 打擊中心理論40-41
• 3.3.2 彈性中心解耦理論41-42
• 3.3.3 能量解耦法42-43
• 3.4 解耦率與動反力結合的多目標優(yōu)化43-52
• 3.4.1 六自由度模型匹配優(yōu)化設計44-47
• 3.4.2 優(yōu)化結果計算與分析47-52
• 3.5 本章小結52-53
• 第4章 包含柔性車架的懸置系統建模與分析53-74
• 4.1 基于減縮技術的柔性車架建模53-62
• 4.1.1 Guyan減縮理論53-54
• 4.1.2 車架模型處理及模型信息輸出54-59
• 4.1.3 柔性車架的減縮59-62
• 4.2 柔性車架與剛性動力總成的耦合62-68
• 4.2.1 動力總成動力學方程63-64
• 4.2.2 懸架系統動力學方程64-65
• 4.2.3 車架系統動力學方程65-68
• 4.3 剛柔耦合模型動力學特性驗證與分析68-73
• 4.3.1 頻率及振型正確性驗證68-70
• 4.3.2 時域驗證與仿真70-73
• 4.4 本章小結73-74
• 第5章 柔性支撐下動力總成懸置系統優(yōu)化與分析74-89
• 5.1 包含柔性車架的懸置系統特性分析74-78
• 5.1.1 包含柔性車架的懸置系統頻響分析74-76
• 5.1.2 六自由度模型匹配結果的有效性驗證76-78
• 5.2 包含柔性車架的懸置系統優(yōu)化建模與仿真計算78-82
• 5.2.1 設計變量78-79
• 5.2.2 約束條件79
• 5.2.3 優(yōu)化目標79
• 5.2.4 優(yōu)化結果的分析79-82
• 5.3 系統穩(wěn)健性計算與分析82-88
• 5.3.1 6sigma理論82-83
• 5.3.2 蒙特卡洛分析理論83-84
• 5.3.3 系統穩(wěn)健性分析84-88
• 5.4 本章小結88-89
• 總結與展望89-91
• 1.論文主要的研究工作及結論89
• 2.研究展望89-91
• 參考文獻91-94
• 致謝94

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