动力总成悬置动态特性模型与优化研究

发布时间：2018-01-08 05:18

  本文关键词：动力总成悬置动态特性模型与优化研究　出处：《江苏大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 动力总成 集总参数 液固耦合 多目标优化

【摘要】：动力总成悬置是车架与动力总成连接的弹性元件,对动力总成具有固定与衰减振动的作用。根据悬置系统的使用要求,悬置件既要在高频时体现小刚度、小阻尼特性以隔离动力总成在正常运转状况下产生的高频激励;又要在低频时体现出大阻尼、大刚度特性以衰减由于路面不平产生的大幅值激励。液阻悬置是目前采用最为广泛的弹性元件,对其进行深入动态特性研究,提高悬置系统隔振效果,有利于改善整车NVH性能。本文以直接节流盘式液阻悬置为研究对象,开展了建立液阻悬置集总参数模型、动态特性分析、参数的辨识与优化等研究,并分析了该型液阻悬置的隔振机理、主要元件对其动态特性的影响。此外,通过对液阻悬置动态特性的多目标优化,得到更为理想的设计参数,以期为为同种悬置件的设计开发提供设计方法。主要研究内容如下:1、根据动力总成悬置系统的隔振要求,建立液阻悬置两种激励下的集总参数模型,并对悬置内部液体在相关组件内流动的非线性进行了分析。2、以直接节流盘式液阻悬置件为研究对象,把动刚度和滞后角作为液阻悬置动态特性的评价指标,对橡胶主簧和完整直接节流盘式液阻悬置的动态特性进行实验测试,研究了不同激励幅值与不同激励频率对液阻悬置和橡胶主簧动态特性的影响。根据液阻悬置件动态特性实验结果,可获得集总参数模型的参数值,为下一步验证液阻悬置有限元法参数辨识的准确性提供依据。3、建立三维及有限元模型,通过进行液固耦合有限元分析得到仿真动态特性并与实验结果相比较,验证仿真模型的合理性;采用有限元法,对集总参数模型的参数进行辨识,获得物理模型对应集总参数模型的参数预测值,并与采用实验法测得集总参数结果比较,为下文优化结果的结构和材料参数设计及悬置性能预测提供了研究方法。4、采用遗传算法,以橡胶主簧元件的刚度和阻尼、内腔中节流盘液室体积刚度、内附机构惯性通道长度与横截面积等为设计变量,以整个液阻悬置元件动刚度和阻尼系数的峰值、动刚度与阻尼到达峰值时的频率值、频率趋近于无穷大时动刚度与阻尼系数的稳定值作为优化目标,对液阻悬置进行多目标优化求解;采用液固耦合有限元仿真分析,对优化结果进行结构和材料参数设计及性能预测。相较于原始值,优化后的液阻悬置减振性能更能满足悬置系统的隔振需要。
[Abstract]:Powertrain mount is an elastic element connected by frame and powertrain. It has the function of fixing and attenuating vibration to the powertrain. According to the requirements of the mounting system, the mount should reflect the small stiffness at high frequency. The small damping characteristic is used to isolate the high frequency excitation produced by the power assembly under the normal operation condition; At the low frequency, it is necessary to reflect the large damping and stiffness characteristics to attenuate the large value excitation caused by the uneven road surface. The liquid resistance mount is the most widely used elastic element at present, and the dynamic characteristics of it are studied deeply. Improving the vibration isolation effect of the mount system is helpful to improve the NVH performance of the whole vehicle. This paper takes the direct throttle disc type hydraulic resistance mounting as the research object and develops a lumped parameter model of the liquid resistance mount and analyzes the dynamic characteristics. Parameter identification and optimization are studied, and the vibration isolation mechanism and the influence of main components on its dynamic characteristics are analyzed. In addition, the multi-objective optimization of the dynamic characteristics of the liquid-resistance mount is given. More ideal design parameters are obtained in order to provide a design method for the design and development of the same kind of mount. The main research contents are as follows: 1, according to the vibration isolation requirements of the powertrain mount system. The lumped parameter model of liquid resistive suspension is established, and the nonlinearity of liquid flow in the assembly is analyzed. The direct throttle type liquid resistive mount is taken as the research object. The dynamic characteristics of rubber main spring and complete direct throttle plate suspension were tested by using dynamic stiffness and hysteresis angle as the evaluation index of the dynamic characteristics of liquid resistance mount. The effects of different excitation amplitudes and different excitation frequencies on the dynamic characteristics of hydraulic resistive suspension and rubber main spring were studied. According to the experimental results of the dynamic characteristics of the liquid-resistive mount, the parameter values of lumped parameter model could be obtained. For the next step to verify the accuracy of the liquid suspension finite element method parameter identification provides the basis. 3, establish three-dimensional and finite element model. The dynamic characteristics of the simulation are obtained by liquid-solid coupling finite element analysis and compared with the experimental results to verify the rationality of the simulation model. The parameters of the lumped parameter model are identified by finite element method, and the predicted values of the physical model corresponding to the lumped parameter model are obtained, and the results are compared with those obtained by the experimental method. It provides a research method for structural and material parameter design and suspension performance prediction of the following optimization results. Using genetic algorithm, the stiffness and damping of the rubber main spring element and the volume stiffness of the throttle chamber in the inner cavity are adopted. The length and cross-sectional area of the inertial channel are the design variables. The peak values of the dynamic stiffness and damping coefficient and the frequency value of the dynamic stiffness and damping are taken as the design variables. The stable value of the time-dynamic stiffness and damping coefficient is regarded as the optimization objective, and the multi-objective optimization solution of the liquid resistance suspension is carried out. The structure and material parameters were designed and the performance was forecasted by liquid-solid coupling finite element simulation analysis. Compared with the original value, the optimized hydrostatic suspension vibration absorption performance can meet the needs of vibration isolation of the suspension system.
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U464.13

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本文编号：1395782