基于柔性基础的汽车动力总成磁流变液悬置系统分析与优化

发布时间：2019-10-12 00:07

【摘要】：随着国家经济的发展,居民生活水平的提高,人们对汽车驾驶舒适性要求也越来越高。整车的NVH(Noise噪声、Vibration振动、Harshness声振粗糙度)性能直接关系到汽车驾驶的舒适性,而发动机悬置系统的隔振效果直接影响到整车的NVH性能。所以,设计出能有效减小和隔离发动机振动向车架或车身传递的悬置系统,是改善整车NVH性能和提高驾驶舒适性的关键,也是本文研究的重点。本文结合了与某公司合作研发的磁流变液悬置的科研成果,利用ADAMS和ANSYS软件平台,以有限单元法和多体动力学理论为基础,建立基于柔性基础的动力总成磁流变液悬置系统的刚柔耦合模型,分析柔性基础对悬置减振系统的影响,进而基于所建的刚柔耦合模型对悬置元件进行优化设计。具体研究工作如下:1)通过阅读有关文献资料,了解汽车发动机动力总成悬置减振系统优化设计的现代理论与方法,分析国内外汽车动力总成悬置元件、悬置系统的优化设计状况,提出本文研究的主要内容、研究意义及目的,为基于柔性基础的磁流变液悬置系统的优化设计提供理论指导。2)介绍磁流变液悬置的结构和原理,通过键合图理论建立悬置的动态特性分析模型,分析磁流变液悬置的动态特性,并建立低频和高频下磁流变液悬置的内部结构参数的动态特性方程,为后文的仿真分析和优化设计奠定基础。3)在建立刚柔耦合系统模型时,首先分析发动机的振动原因和动力总成的隔振理论。通过分步建模的方法,根据多体动力学理论建立动力总成悬置系统模型,借助有限元分析软件ANSYS将车架进行柔性化,生成可以刚柔耦合的柔性车架模型,在ADAMS中简化和创建悬架和轮胎子系统,简化车身为集中质量球,最后在ADAMS/VIEW模块下建立基于柔性基础的刚柔耦合系统。4)基于对汽车隔振的几种评价指标的优缺点与难易程度分析,选取振级落差为本文的评价方法。借助ADAMS/VIBRATION模块,对刚柔耦合系统进行振动分析,通过计算固有频率、频响曲线和振级落差曲线,研究柔性基础对动力总成悬置减振系统的影响。进行四种工况下的仿真,研究动力总成在刚性基础和柔性基础上的不同隔振性能。5)基于刚柔耦合模型,通过ADAMS对磁流变液悬置元件进行优化,并从悬置连接处的动态响应振幅的变化和发动机质心的位移与加速度变化来验证优化的合理性。
【图文】：

如图2.1（1）所示，带有磁性的微粒自由而且均匀地分布在非导磁性的载液中。第二阶段如图 2.1（2）所示，由于偶极矩的作用力推动，，磁性微粒会在短时间内自动形成与磁场平行的链状结构，或者是不完全的链状结构，有的是松散的微粒状态。流变的第三阶段如图 2.1（3）所示，不完整的链状结构在偶极矩的作用下变得统一起来，从而形成新的链状结构。第四个阶段如图 2.1（4）所示，随着磁场强度的加强，部分由磁性颗粒组成的链状结构会逐渐聚集靠拢，分布越来越广，直到整个磁流变液系统达到磁饱和。在（1）到（4）的过程中链状结构对液体流动的限制逐渐变大，当磁场增加到一定临界值即达到磁饱和时，偶极矩相互作用影响超过热运动，悬浮颗粒热运动会受到约束，磁流变液出现明显的固体特性。当撤去外加磁场时，磁流变液系统又按照与图 2.1 相反的顺序转变成液态。这一固液

图 2.1 磁流变液效应过程Fig 2.1 MRF effect process2.2 磁流变液压悬置的结构2.2.1 磁流变液悬置的工作模式历数汽车发动机悬置的发展历程，经历了橡胶悬置，被动式液阻悬置，半主动式悬置，主动式悬置。属于半主动式悬置的磁流变液压悬置，保留了橡胶悬置及被动式液阻悬置的一些优点和结构特征，并应用磁流变液这种新型的可控智能材料作为悬置的工作介质。图 2.2 为磁流变液压悬置的几种常用的工作模式[50-51]
【学位授予单位】：重庆大学
【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：2547759