参数不确定性对动力总成双层隔振系统的影响

发布时间：2017-06-16 06:06

  本文关键词：参数不确定性对动力总成双层隔振系统的影响，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：动力总成的双层隔振系统的设计是一个多变量的优化问题,优化变量包括各个被动隔振元件的隔振参数。由于双层隔振系统结构的复杂性,零部件制造误差以及测量的不精确,材料本身物理特性的不确定性,以及柴油机激振力分析计算的误差等等因素的影响,结构参数与激励源往往是不确定的,然而在动力总成的双层隔振系统的设计过程中,常按确定参数对隔振系统的性能进行研究。由于未考虑实际参数的不确定性,因此设计得到的隔振系统性能与实际的隔振系统性能存在一定的误差甚至对隔振性能产生副作用。因此通过对隔振系统的各个参数进行不确定性分析,得到各个不确定性因素对参数的误差范围的影响与不确定性因素集对参数误差范围影响,从而在确定性参数设计的基础上,得到系统各个参数的变化以及其概率分布对隔振性能的影响,进而合理地选择设计参数,提高系统隔振性能,简化优化设计过程。本文以某动力总成双层隔振系统为研究对象,主要开展以下工作：(1)分析双层隔振系统的动力学模型与数学模型的建模方法,选取适合本文所研究对象的数学模型以及不确定性参数分析的方法。(2)利用MATLAB软件编写双层隔振系统不确定性参数分析的计算程序,包含对动力包激振力的分析、双层隔振系统的静平衡分析、双层隔振系统的固有特性分析、双层隔振系统的强迫振动特性分析这四方面的内容。(3)基于蒙特卡洛模拟法,研究了内燃机活塞质量、曲轴回转质量、曲轴夹角、功率等不确定性参数在各自所允许的误差范围内对动力包激振力的影响,得到对激振力影响最大的因素是活塞质量误差与曲轴回转质量误差以及内燃机功率修正误差。(4)基于蒙特卡洛模拟法,研究了动力包激振力、两级隔振装置质心位置误差、底座加工误差、两级隔振器刚度、两级隔振器阻尼、两级隔振装置质量、两级隔振装置转动惯量等不确定性参数变量在各自所允许的误差范围内对双层隔振系统静平衡、固有特性、强迫振动特性的影响。(5)基于蒙特卡洛模拟法,分别研究了两级隔振装置质量、两级隔振装置转动惯量、两级隔振器刚度、两级隔振器阻尼的变异系数在0-1的误差范围内变化时对双层隔振系统传递率的影响的变化关系,得到每个不确定性参数误差值所对应的双层隔振系统传递率的影响值的曲线关系图,即双层隔振系统传递率对各个不确定性参数变化的灵敏性,从而在双层隔振系统设计过程中从经济实用方便等角度综合确定对各个不确定性参数的制造加工或测量的精确度,为双层隔振系统的各个不确定参数的加工制造提供建议,得到了两级隔振装置质量在20%的误差范围内变化时对传递率的影响变化很小,而其余三因素则随着误差范围的增大对传递率影响的变化也随着增大。(6)基于单因素、多因素的研究,运用对比法、排除法得到各个不确定性参数对动力包激振力、隔振系统静平衡、隔振系统固有特性、隔振系统强迫振动特性影响的大小以及影响大小的排序,得到最双层隔振系统综合性能影响最大的因素是两级隔振装置转动惯量误差与两级隔振器刚度误差。(7)总结归纳各个不确定性参数对动力包激振力、隔振系统静平衡、隔振系统固有特性、动反力、振动烈度的影响大小,得到各个不确定性参数在所允许的误差范围内对双层隔振系统的隔振性能的影响关系。研究表明,对双层隔振系统综合性能影响最大的是两级隔振装置转动惯量误差与两级隔振器刚度误差,两级隔振装置质量误差低于20%的误差范围内对隔振系统的影响变化很小。综上所述,双层隔振系统的不确定性参数研究,符合工程实际,具有一定的工程实用价值,也为后续的双层隔振系统的半主动控制、主动控制研究提供基础数据与参考。
【关键词】：动力总成 双层隔振 蒙特卡洛模拟法 参数不确定性 隔振性能
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB535.1
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-12
• 第1章 绪论12-17
• 1.1 研究背景及意义12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.2.1 隔振系统的研究现状12-15
• 1.2.2 参数变化对隔振系统性能影响的研究现状15
• 1.3 本文的主要研究内容15-17
• 第2章 不确定性参数讨论以及研究方法17-26
• 2.1 动力总成双层隔振系统不确定性参数分析17-23
• 2.1.1 不确定性参数分布形式及特征的确定17-19
• 2.1.2 模型的选择19-22
• 2.1.3 概率模型求解方法的选择22-23
• 2.2 研究方法策略的讨论23-25
• 2.2.1 双层隔振系统性能的研究内容23-24
• 2.2.2 研究策略的选择24-25
• 2.3 本章小结25-26
• 第3章 柴油发电机组激振力分析26-40
• 3.1 离心惯性力与离心惯性力矩不确定性因素影响分析26-29
• 3.1.1 单因素分析27-28
• 3.1.2 多因素分析28-29
• 3.2 往复惯性力与往复惯性力矩的不确定性因素影响分析29-32
• 3.2.1 单因素分析30-31
• 3.2.2 多因素分析31-32
• 3.3 正常工况下倾倒力矩的不确定性因素影响分析32-37
• 3.3.1 单因素分析34-35
• 3.3.2 多因素分析35-37
• 3.4 故障工况下倾倒力矩不确定性因素影响分析37-39
• 3.4.1 单因素分析37-38
• 3.4.2 多因素分析38-39
• 3.5 本章小结39-40
• 第4章 静平衡不确定参数分析40-46
• 4.1 单因素分析41-43
• 4.2 多因素分析43-45
• 4.3 本章小结45-46
• 第5章 系统固有特性不确定参数分析46-61
• 5.1 单因素分析48-53
• 5.1.1 质量单因素分析48-49
• 5.1.2 转动惯量单因素分析49-50
• 5.1.3 隔振器刚度单因素分析50-51
• 5.1.4 小结51-53
• 5.2 多因素分析53-59
• 5.2.1 质量与转动惯量两因素分析53-54
• 5.2.2 质量与刚度两因素分析54-55
• 5.2.3 转动惯量与刚度两因素分析55-56
• 5.2.4 三因素分析56-57
• 5.2.5 小结57-59
• 5.3 本章小结59-61
• 第6章 强迫振动特性的不确定参数分析61-84
• 6.1 传递率不确定性分析63-73
• 6.1.1 单因素分析63-68
• 6.1.2 多因素分析68-72
• 6.1.3 小结72-73
• 6.2 动反力与振动烈度的不确定性分析73-83
• 6.2.1 单因素分析73-77
• 6.2.2 多因素分析77-83
• 6.3 本章小结83-84
• 总结与展望84-87
• 1 总结84-85
• 2 展望85-87
• 致谢87-88
• 参考文献88-91
• 攻读硕士学位期间发表的论文91

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