动力分配器齿轮疲劳载荷外推方法研究

发布时间：2017-06-09 12:04

  本文关键词：动力分配器齿轮疲劳载荷外推方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：动力分配器是混合动力汽车核心部件之一，影响整车的控制策略和动力性能。载荷谱是预测零部件疲劳损伤的基础，是提高动力分配器设计可靠性的有效手段。在动力分配器齿轮疲劳载荷谱编制过程中，载荷外推方法的选择对外推结果影响很大。本文结合国家自然基金——“多场耦合条件下混合动力汽车动力耦合器的设计理论与方法（51075179）”，对动力分配器齿轮载荷外推方法及齿轮动力学特性进行了深入的研究，提出了基于多准则的非参数外推方法。 （1）综述了载荷谱编制过程中常用的四种外推方法，指出了每种外推方法的适用条件和优、缺点，详细地叙述了每种方法的外推过程，对比分析了四种方法外推结果的差异，得出了方法的选择对载荷外推结果的影响很大。 （2）对非参数外推方法进行了详细的分析，研究了非参数载荷外推过程中四种核函数的特性，结合雨流矩阵数据的分布特点，确定了将载荷均幅值的全距、四分位距和标准差作为核函数选择的准则，应用优化理论和Jaynes最大熵原理将多准则主观权重和客观权重合成，提出了基于多准则的非参数外推核函数选择方法。 （3）介绍了动力分配器三个端子的运动学关系，应用专业汽车仿真软件对混合动力汽车进行了混合工况的数据仿真。利用ANSYS软件对动力分配器齿轮进行柔性化处理，建立了动力分配器的刚柔耦合模型。研究了碰撞力指数和阻尼系数对齿轮动力学仿真的影响，并确立了最优参数。总结了柔性齿轮和刚性齿轮啮合力波动的不同，获得典型最大负载工况的啮合力曲线。 （4）对动力分配器齿轮进行了有限元接触分析，总结了导致齿轮疲劳断裂的最大弯曲应力分布规律。根据国际标准，对动力分配器高负载工况进行了应力谱的计算，，统计出了应力幅值与频次的关系。应用本文提出的非参数外推方法对半轴齿轮全寿命转矩进行了外推，编制了全寿命扭矩二维设计谱，获得了一维疲劳试验加载谱。 本文提出的基于多准则的非参数外推方法考虑了载荷的分布特性，选择的核函数更加合理，提高了齿轮载荷谱编制的精度。
【关键词】：混合动力汽车 动力分配器 载荷谱 外推方法 刚柔耦合
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.2.1 载荷外推研究现状10-11
• 1.2.2 多准则决策技术研究现状11-12
• 1.2.3 刚柔耦合分析研究现状12-13
• 1.3 本文主要研究内容13-17
• 第2章 常见载荷外推方法的对比17-27
• 2.1 参数外推法17-19
• 2.2 雨流矩阵外推法19-22
• 2.3 POT 外推22-24
• 2.4 按里程、分位点外推24
• 2.5 外推方法的对比24-26
• 2.6 本章小结26-27
• 第3章 基于多准则的非参数外推方法27-39
• 3.1 基于核函数估计的非参数外推方法27-31
• 3.1.1 非参数外推方法27
• 3.1.2 核函数估计27-29
• 3.1.3 雨流矩阵载荷数据研究29
• 3.1.4 四种核函数的特性29-31
• 3.1.5 核函数对外推结果的影响31
• 3.2 核函数的选择准则31-33
• 3.3 准则的权重分配33-37
• 3.3.1 主观权重的计算33-35
• 3.3.2 客观权重的计算35-36
• 3.3.3 三个准则的综合权重36-37
• 3.4 本章小结37-39
• 第4章 动力分配器刚柔耦合动力学分析39-55
• 4.1 混合工况数据获取39-43
• 4.1.1 ADVISOR 软件的主要功能39
• 4.1.2 动力分配器运动学特性39-41
• 4.1.3 混合工况模拟41-43
• 4.2 刚柔耦合多体系统动力学仿真模型43-46
• 4.2.1 齿轮网格划分43-44
• 4.2.2 齿轮模态中性文件的生成44-45
• 4.2.3 柔性体与刚性体的连接45-46
• 4.3 碰撞接触参数对齿轮啮合的影响46-50
• 4.3.1 齿轮碰撞接触理论46-47
• 4.3.2 碰撞力指数对齿轮啮合的影响47-48
• 4.3.3 阻尼系数对齿轮啮合的影响48-50
• 4.4 齿轮柔性模型与刚性模型的对比50-51
• 4.5 典型工况动力学仿真51-53
• 4.6 本章小结53-55
• 第5章 齿轮疲劳载荷非参数外推55-69
• 5.1 齿轮的有限元可靠性分析55-59
• 5.1.1 边界条件的施加55-56
• 5.1.2 齿面接触应力结果分析56-57
• 5.1.3 齿根弯曲应力结果分析57-59
• 5.2 高负载运行工况齿轮弯曲应力谱59-62
• 5.2.1 多体动力学仿真法59
• 5.2.2 简化齿轮应力分析法59-60
• 5.2.3 短期载荷应力谱计算60-62
• 5.3 齿轮全寿命扭矩载荷谱62-68
• 5.3.1 全寿命里程二维设计谱62-66
• 5.3.2 全寿命八级载荷谱66-68
• 5.4 本章小结68-69
• 第6章 总结与展望69-71
• 6.1 全文总结69-70
• 6.2 研究展望70-71
• 参考文献71-77
• 攻读硕士期间学术成果77-79
• 致谢79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 龙凯,程颖;齿轮啮合力仿真计算的参数选取研究[J];计算机仿真;2002年06期

2 刘磊;刚宪约;王树凤;柴山;;汽车仿真软件ADVISOR[J];农业装备与车辆工程;2007年02期

3 陶菊春,吴建民;综合加权评分法的综合权重确定新探[J];系统工程理论与实践;2001年08期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 周志刚;随机风作用下风力发电机齿轮传动系统动力学及动态可靠性研究[D];重庆大学;2012年

  本文关键词：动力分配器齿轮疲劳载荷外推方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：435352