汽车动力总成悬置系统隔振性能优化研究

发布时间：2017-11-02 00:20

  本文关键词：汽车动力总成悬置系统隔振性能优化研究

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【摘要】：汽车NVH性能是衡量车辆质量的一个重要指标,也是车辆反馈给用户最直接的感受。汽车的NVH性能与动力装置、传动系统装置、车体系统及悬架系统等整车子模块直接相关,其中发动机是汽车振动的最主要振源,因而研究如何降低发动机向车身系统振动的传递,对于提升汽车NVH性能有着重要作用。本文针对某型轿车的动力总成装置,对其悬置系统的隔振性能进行分析优化。文章主要从振动系统隔振理论、动力总成悬置系统建模基础理论、悬置系统参数获取、仿真模型建立、振动响应分析、隔振试验以及参数匹配优化几方面开展工作。首先,本文基于悬置系统的隔振理论,重点分析单自由度振动系统的隔振及固有频率分布要求。在总结动力总成悬置系统的设计要求、布置样式、激励源和橡胶悬置力学模型的基础上建立动力总成悬置系统六自由度力学模型。然后,通过试验方法测得悬置系统建模前需要的动力总成参数和悬置动静特性参数,并确立发动机激振力参数。整合整车其他子系统的参数,在6自由度动力总成悬置系统基础上建立13自由度悬置系统仿真模型,依此进行仿真分析,并结合实车隔振试验结果,综合分析系统隔振性能。最后,在总结悬置系统优化基本原则的基础上,结合系统隔振分析结果,确立以系统能量解耦和振动传递率最小为优化目标,采用NSGA-Ⅱ多目标遗传优化算法,对优化结果进行稳健性分析,确保优化结果的可靠性。
【关键词】：动力总成 力学模型 13自由度 振动传递率 稳健性
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U464.13
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 绪论16-24
• 1.1 概述16
• 1.2 悬置元件发展概况16-19
• 1.2.1 橡胶悬置17-18
• 1.2.2 液压悬置18
• 1.2.3 半主动与主动控制悬置18-19
• 1.3 国内外悬置系统解耦优化技术研究现状19-20
• 1.3.1 国外悬置系统研究现状19-20
• 1.3.2 国内悬置系统研究现状20
• 1.4 悬置系统对整车系统振动影响研究进展20-21
• 1.5 本文主要内容21-22
• 1.5.1 研究对象21
• 1.5.2 研究主要内容21-22
• 1.6 本章总结22-24
• 第二章 动力总成悬置系统隔振理论基础24-46
• 2.1 动力总成悬置系统的介绍24-27
• 2.1.1 动力总成悬置系统的功能24
• 2.1.2 动力总成悬置系统设计要求24-25
• 2.1.3 动力总成悬置系统布置形式25-27
• 2.2 橡胶悬置元件的简化模型27-30
• 2.2.1 橡胶悬置力学模型建立27-28
• 2.2.2 橡胶悬置的动静刚度28-30
• 2.3 动力总成悬置系统动力学模型30-35
• 2.3.1 动力总成悬置系统坐标系设定及力学模型建立30-31
• 2.3.2 动力总成悬置系统数学模型31-35
• 2.4 悬置系统振动源分析35-40
• 2.4.1 单缸发动机的激励力分析35-39
• 2.4.2 直列四缸发动机的激励力分析39-40
• 2.4.3 发动机的激励频率分析40
• 2.5 隔振理论40-44
• 2.5.1 单自由度振动系统的隔振41-43
• 2.5.2 动力总成系统隔振频率范围的确定43-44
• 2.6 本章总结44-46
• 第三章 动力总成悬置系统原始参数测量46-58
• 3.1 动力总成原始参数测量46-49
• 3.1.1 动力总成质量及质心位置测量46-48
• 3.1.2 动力总成转动惯量及惯性积测量48-49
• 3.2 悬置元件静、动态特性测试49-55
• 3.2.1 悬置静刚度测试49-51
• 3.2.2 悬置粘性阻尼系数测试51-52
• 3.2.3 橡胶悬置动刚度测试52-55
• 3.3 其他参数55-56
• 3.3.1 悬置位置坐标参数55
• 3.3.2 发动机激振力参数55-56
• 3.4 本章总结56-58
• 第四章 计及整车基础的发动机悬置系统隔振性能分析58-82
• 4.1 计及整车基础的动力总成悬置系统仿真模型建立58-61
• 4.1.1 计及整车基础的多体动力学模型58-59
• 4.1.2 整车系统模型参数59-60
• 4.1.3 仿真模型建立60-61
• 4.2 动力总成悬置系统固有特性分析61-65
• 4.2.1 双层隔振理论61-62
• 4.2.2 固有特性计算理论62-63
• 4.2.3 系统固有特性结果分析63-65
• 4.3 动力总成悬置系统动态响应仿真分析65-70
• 4.3.1 重力工况静载下悬置支反力65-66
• 4.3.2 发动机动力总成质心各工况下振动时域仿真及频域分析66-68
• 4.3.3 各悬置怠速工况下振动时域仿真分析68-70
• 4.4 悬置系统隔振性能评价指标70-74
• 4.4.1 悬置系统的振动传递率分析70-72
• 4.4.2 悬置系统的振动隔振率分析72-74
• 4.5 动力总成悬置系统整车下隔振试验分析74-81
• 4.5.1 悬置系统隔振率测试方案74-75
• 4.5.2 悬置系统隔振率测试结果75-81
• 4.6 本章总结81-82
• 第五章 动力总成悬置系统参数匹配优化82-94
• 5.1 悬置系统参数匹配优化流程及设计原则82-83
• 5.2 悬置系统优化设计83-86
• 5.2.1 优化变量83
• 5.2.2 约束条件83-85
• 5.2.3 优化目标85-86
• 5.2.4 优化算法86
• 5.3 ISIGHT集成优化86-87
• 5.4 悬置系统优化结果分析87-93
• 5.4.1 优化结果87
• 5.4.2 优化后悬置系统固有特性分析87-88
• 5.4.3 优化后悬置系统动态响应分析88-89
• 5.4.4 优化后悬置系统振动传递率分析89-90
• 5.4.5 优化结果的稳健性分析90-93
• 5.5 本章总结93-94
• 第六章 全文总结与展望94-96
• 6.1 总结94
• 6.2 展望94-96
• 参考文献96-99
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况99

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