装载机减振分析及动力总成悬置系统优化设计
本文关键词:装载机减振分析及动力总成悬置系统优化设计 出处:《山东大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文
更多相关文章: 动力总成 悬置系统 隔振分析 能量解耦 优化设计
【摘要】:随着技术水平的提高,工程机械的作业能力不再是评判机械设备的唯一指标,其振动与噪声水平成为能否被市场认可的首要条件。动力总成作为车辆主要的振动激励源,通过悬置安装在车架上,其工作过程中的不平衡惯性力及转矩波动通过车架传递到驾驶室,对整车的舒适性影响较大。设计合理的动力总成悬置系统可以有效减少振动向车架及驾驶室的传递,还可以避免零部件因振动过大带来的过早损坏问题。本文针对某型号装载机定置状态下振动过大的问题进行了研究,通过试验测试发现,动力总成悬置系统在多个转速下产生了共振,且悬置隔振率不高,需要对动力总成悬置系统进行优化设计。通过相关文献的阅读,掌握了动力总成悬置系统的设计思路及隔振分析方法,运用拉格朗日法建立了动力总成悬置系统的六自由度模型。根据此动力学模型,分析得到动力总成悬置系统固有频率特性、能量解耦率、动态响应特性的计算方法。试验获取了动力总成悬置系统的基本参数,包括:动力总成的质心位置、转动惯量及惯性积,悬置的安装位置、安装角度及刚度值。根据动力总成悬置系统动力学模型,基于MATLAB软件编制了悬置系统模态计算程序,并与多体动力学软件ADAMS进行了对比,计算结果准确可靠,分析得出动力总成悬置系统优化设计的方向。以悬置安装参数为优化变量,六自由度能量解耦率及悬置处动反力幅值最小为目标函数,建立了动力总成悬置系统优化模型。在优化模型基础上,基于MATLAB/GUI平台编制了动力总成悬置系统优化设计软件,优化算法采用序列二次规划算法和遗传算法,可以实现悬置系统的模态计算、优化设计以及动态响应分析三方面功能。采用所编制的优化软件,对该型号动力总成悬置系统进行了优化设计。对比两种优化算法得到的解耦方案,遗传算法作为一种全局优化算法,其模态解耦结果要优于序列二次规划算法,所以将遗传算法优化后的悬置刚度值作为最终设计方案。试验测试了优化后悬置处振动情况,将优化前后试验数据进行对比,优化后车架及驾驶室支座加速度均小于优化前,且悬置系统共振减少,显著提升了动力总成悬置系统的隔振性能。
[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.
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TH243
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 许闻清;陈剑;;基于改进遗传模拟退火算法的动力总成悬置系统优化设计[J];中国机械工程;2011年07期
2 严世榕;李智强;;整车环境下动力总成悬置系统振动特性研究[J];福州大学学报(自然科学版);2014年01期
3 武一民,刘剑,刘茜;客车动力总成悬置系统的研究[J];河北工业大学学报;2001年03期
4 方锡邦,陈树勇,张文炬;轿车动力总成悬置系统隔振性能的仿真研究[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2003年02期
5 方锡邦,汪佳;轿车动力总成悬置系统三维动力学模型的建立及优化[J];阜阳师范学院学报(自然科学版);2004年02期
6 黄鼎友,吉向东;动力总成悬置系统建模及振动仿真[J];江苏大学学报(自然科学版);2005年03期
7 钱留华,唐新蓬,陈丽;载重车动力总成悬置系统隔振性能的仿真分析[J];现代机械;2005年01期
8 方锡邦,汪佳,杨祖昆,夏邦金;轿车动力总成悬置系统的优化设计[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2005年02期
9 王显会;李守成;黄鹏程;徐彬;;轿车发动机动力总成悬置系统优化研究[J];南京理工大学学报(自然科学版);2006年01期
10 肖杰;雷雨成;汤涤军;;基于能量法解耦的动力总成悬置系统优化设计[J];车用发动机;2006年03期
相关会议论文 前10条
1 赵登峰;;客车动力总成悬置匹配研究[A];河南省汽车工程学会第二届科研学术研讨会论文集[C];2005年
2 赵登峰;;客车动力总成悬置匹配研究[A];2005年中国客车学术年会论文集[C];2005年
3 黄启涌;;某轿车动力总成悬置系统隔振性能仿真研究[A];豪爵摩托奖广东省汽车行业第五期学术活动论文汇编[C];2008年
4 王亮;门永新;朱贞英;王志亮;赵福全;;某乘用车动力总成悬置系统优化及稳健性分析[A];第七届中国CAE工程分析技术年会暨2011全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2011年
5 钟和辉;;动力总成悬置研究[A];豪爵摩托奖广东省汽车行业第五期学术活动论文汇编[C];2008年
6 王珏;李国锋;于翠;李钊;;一种动力总成悬置载荷测量和疲劳试验方法[A];面向未来的汽车与交通——2013中国汽车工程学会年会论文集精选[C];2013年
7 黄庆;杜登惠;黄小飞;;动力总成悬置支架的多工况拓扑优化[A];结构及多学科优化工程应用与理论研讨会’2009(CSMO-2009)论文集[C];2009年
8 程小虎;张代胜;;基于遗传算法的动力总成悬置系统优化[A];第二十一届全国振动与噪声高技术及应用学术会议论文集[C];2008年
9 邓晓龙;方子帆;刘国庆;;动力总成悬置支架拓扑优化研究[A];湖北省机械工程学会青年分会2006年年会暨第2届机械学院院长(系主任)会议论文集(上)[C];2006年
10 崔云霞;陈建;龙逢兵;;动力总成悬置系统仿真分析及悬置支架优化[A];西南汽车信息:2013年第9期(总第330期)[C];2013年
相关重要报纸文章 前1条
1 王芳;德尔福推出新型磁流变液动力总成悬置系统[N];中国工业报;2009年
相关博士学位论文 前7条
1 张武;汽车动力总成悬置系统关键技术研究[D];合肥工业大学;2013年
2 龙岩;基于改进传递路径分析方法的动力总成悬置系统优化设计[D];吉林大学;2010年
3 胡金芳;计及弹性基础的动力总成悬置系统特性分析与解耦研究[D];合肥工业大学;2012年
4 潘道远;汽车动力总成悬置动态特性与控制方法研究[D];江苏大学;2014年
5 陈达亮;发动机整车匹配中的振动噪声识别与控制研究[D];天津大学;2008年
6 姜莞;商用车动力总成悬置性能模拟与疲劳寿命预测研究[D];吉林大学;2011年
7 付江华;轻型客车关键橡胶隔振件性能匹配研究[D];吉林大学;2011年
相关硕士学位论文 前10条
1 黄冬明;基于动力总成悬置系统设计方法的车内振动控制研究[D];华南理工大学;2011年
2 王耀华;动力总成悬置系统振动特性分析[D];烟台大学;2013年
3 史振盛;装载机减振分析及动力总成悬置系统优化设计[D];山东大学;2015年
4 梁文博;基于ANSYS的货柜车动力总成悬置系统隔振性能分析与优化研究[D];广西大学;2015年
5 刘国超;重型商用卡车动力总成悬置系统匹配与优化设计[D];吉林大学;2009年
6 赵涛;汽车动力总成悬置系统优化设计及软件开发[D];吉林大学;2005年
7 程亮;轻型载货车动力总成悬置系统优化研究[D];南京理工大学;2005年
8 黄启涌;某混合动力样车动力总成悬置系统隔振性能研究[D];吉林大学;2007年
9 陈树勇;轿车动力总成悬置系统隔振性能的研究[D];合肥工业大学;2003年
10 黄鹏程;轿车发动机动力总成悬置系统技术研究[D];南京理工大学;2004年
,本文编号:1377270
本文链接:https://www.wllwen.com/jixiegongchenglunwen/1377270.html