某皮卡车异常振动的故障分析与结构优化研究

发布时间：2017-07-19 04:16

  本文关键词：某皮卡车异常振动的故障分析与结构优化研究

  更多相关文章： 车架 异常振动 模态匹配 结构优化 近似模型

【摘要】：汽车NVH性能已经成为评价汽车品质最核心的指标。使用过程中,异常振动是严重影响汽车NVH性能的主要问题之一。实际工程中,针对汽车异常振动问题,主要是靠经验丰富的工程师根据问题的特征、现象进行有目的的测试、分析,以准确定位异常振动的原因,进而对汽车结构进行整改,以达到避频解耦、消除振动的目的。汽车的异常振动问题不仅对汽车的使用性能和使用寿命造成很大的影响,也给使用者带来精神和经济上的附加压力,有损相关车企的品牌形象和市场竞争力。所以,针对汽车异常振动相关NVH问题的系统解决十分重要。基于仿真与测试相结合的技术路线,本文针对样车特定车速下的异常振动问题主要进行了整车道路振动测试和车架仿真优化研究。首先,基于“振源—传递路径—接受者”的振动模型对汽车主要激励源的激振原理、振动传递路径和激振现象进行理论分析；然后,对样车进行整车道路行驶振动试验,通过时域和频域两个方面的数据分析确定样车异常振动的激励源是车轮总成；基于车身／车轮总成偏频试验、车身／车架模态试验确定振动传递路径为：车轮—车架—车身；所以,样车特定车速下异常振动的原因是样车故障车速下的车轮转动频率与车轮总成的偏频、车架—阶弯曲固有频率发生了耦合,导致振动由车轮产生,经车架放大后向车身各部分传递；接着,基于对异常振动原因的准确定位,本文从改善振动传递路径的角度对车架进行有限元建模与静动态仿真分析,对比车架试验与仿真模态参数以验证模型的准确性。根据模态匹配基本原则与车架模态频率分布情况对车架子系统进行模态匹配策略研究。进而,对车架有限元模型进行试验设计与Kriging近似模型拟合,利用近似模型对车架进行基于多目标遗传算法的结构优化研究。最后,根据结构优化结果制作车架样件并装配到原样车,对比优化前后样车道路行驶振动测试分析结果验证了优化方案的有效性。优化方案不仅解决了样车特定车速下的异常振动问题,也实现了车架的刚度优化与轻量化设计。
【关键词】：车架 异常振动 模态匹配 结构优化 近似模型
【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】：U472;U469.14
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 绪论16-23
• 1.1 汽车异常振动概述16-17
• 1.2 汽车异常振动的国内外研究现状17-19
• 1.3 汽车结构优化的研究现状19-20
• 1.4 课题研究意义和内容20-23
• 1.4.1 课题研究的主要意义20-21
• 1.4.2 课题研究的主要内容21-23
• 第二章 异常振动的故障分析与试验研究23-47
• 2.1 汽车主要激励源分析23-27
• 2.1.1 发动机激振分析24
• 2.1.2 传动系激振分析24-26
• 2.1.3 轮胎激振分析26
• 2.1.4 随机路面激振分析26-27
• 2.2 道路行驶振动试验27-38
• 2.2.1 试验目的27
• 2.2.2 试验仪器和设备27-28
• 2.2.3 测点布置28
• 2.2.4 测试工况28
• 2.2.5 时域数据处理及分析28-31
• 2.2.6 频域数据处理及分析31-38
• 2.2.7 结论38
• 2.3 传递路径试验测试分析38-45
• 2.3.1 车身/车轮总成偏频试验38-40
• 2.3.2 车架/车身模态试验40-45
• 2.4 本章小结45-47
• 第三章 车架有限元建模与静动态仿真分析47-58
• 3.1 有限元法概述47-48
• 3.2 HyperWorks软件简介48-49
• 3.3 车架有限元建模49-52
• 3.4 车架模态仿真分析52-54
• 3.4.1 车架模态分析基本理论52
• 3.4.2 车架模态仿真计算52-53
• 3.4.3 车架有限元模型验证53-54
• 3.5 车架刚度仿真分析54-57
• 3.5.1 弯曲刚度计算54-55
• 3.5.2 扭转刚度计算55-57
• 3.6 本章小结57-58
• 第四章 车架结构多目标优化研究58-69
• 4.1 基于模态匹配的优化策略研究58-59
• 4.1.1 模态匹配概念58
• 4.1.2 样车车架模态分布58
• 4.1.3 样车车架模态匹配策略58-59
• 4.2 车架动态特性多目标优化设计59-68
• 4.2.1 多目标优化问题59-60
• 4.2.2 近似模型60-65
• 4.2.3 车架多目标优化65-68
• 4.3 本章小结68-69
• 第五章 车架优化方案的试验验证69-77
• 5.1 测试工况69
• 5.2 时域数据处理及对比分析69-71
• 5.2.1 四挡时域数据(优化后)69
• 5.2.2 优化前后四挡各测点振动加速度有效值对比69-70
• 5.2.3 五挡时域数据(优化后)70
• 5.2.4 优化前后五挡各测点振动加速度有效值对比70-71
• 5.2.5 时域数据对比分析结果71
• 5.3 频域数据处理及对比分析71-76
• 5.3.1 四挡频域数据(优化后)71-72
• 5.3.2 四挡优化前后振动情况对比72-73
• 5.3.3 五挡频域数据(优化后)73-74
• 5.3.4 五挡优化前后振动情况对比74-75
• 5.3.5 频域数据对比分析结果75
• 5.3.6 结论75-76
• 5.4 本章小结76-77
• 第六章 总结与展望77-79
• 6.1 研究内容总结77
• 6.2 不足与展望77-79
• 参考文献79-84
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况84

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 高向东;孙兆凤;;浅析发电机组异常振动的原因及解决办法[J];黑龙江科技信息;2009年24期

2 杜彦楼;;某电厂电机异常振动的诊断及处理[J];科技资讯;2010年13期

3 毕大成;;600MW机组异常振动故障分析[J];中国新技术新产品;2012年21期

4 吴润华;李军;叶绍义;;超临界660MW机组可倾瓦故障引起异常振动分析[J];热力发电;2012年10期

5 王秀英;;电厂电机异常振动的诊断及处理分析[J];科技创新与应用;2013年26期

6 董贵怀;东风_4型机车发生的一起异常振动[J];内燃机车;1987年12期

7 陈大禧;李志强;;主风机组异常振动的原因[J];石油化工设备技术;1990年06期

8 王顶辉;滦河电厂6号机异常振动的分析与处理[J];华北电力技术;1995年07期

9 刘玉智,宋斌,蒋瑞金,马绿洲,谢卫乐,王寿辉;黄岛电厂2号机组异常振动分析及处理[J];山东电力技术;1999年01期

10 林凡;;浅析电梯运行异常振动成因及预防[J];广东科技;2014年12期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 胡建欣;;国产125MW(135MW)机组发电机后轴承异常振动的研究[A];2003大型发电机组振动和转子动力学学术会议论文集[C];2003年

2 郭胜锋;;弗兰德减速机异常振动分析[A];设备监测与诊断技术及其应用——第十二届全国设备监测与诊断学术会议论文集[C];2005年

3 刘玉智;;某电厂330MW汽轮发电机组异常振动的诊断及处理[A];第八届全国转子动力学学术讨论会论文集[C];2008年

4 靳保庆;;N100-90/535汽轮机异常振动及处理[A];全国火电100-200MW级机组技术协作会2008年年会论文集（上册）[C];2008年

5 刘玉智;;引进型300MW机组常见异常振动故障的诊断及处理[A];2003大型发电机组振动和转子动力学学术会议论文集[C];2003年

6 陈龙;司跃华;谢超;;压力管道异常振动分析及消除措施[A];2012年河北省轧钢技术暨学术年会论文集（上）[C];2012年

7 施俊侠;;裂解炉透平机异常振动分析及处理[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文摘要集[C];2007年

8 施俊侠;;裂解炉透平机异常振动分析及处理[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年

9 程惠涛;;轴承座动刚度不足的异常振动故障诊断[A];第八届全国转子动力学学术讨论会论文集[C];2008年

10 陈红;王图权;陈学力;;格里桥电站#1机组定子异常振动分析[A];第十九次中国水电设备学术讨论会论文集[C];2013年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 彭玉成;三峡电站左岸6号机组小开度工况异常振动研究[D];华中科技大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 黄江;箭滩河大桥复线桥异常振动的原因分析[D];重庆交通大学;2015年

2 邓书朝;某皮卡车异常振动的故障分析与结构优化研究[D];合肥工业大学;2016年

3 梁信栋;东风4D型内燃机车异常振动分析及处理[D];中国铁道科学研究院;2014年

4 刘代宏;大型柴油机横向异常振动诊断的理论与实践[D];长沙理工大学;2005年

5 吴强;基于振动信号分析的汽车故障诊断研究[D];合肥工业大学;2014年

6 谢勇;高速旋转叶片异常振动非接触在线检测与诊断技术研究[D];国防科学技术大学;2012年

，

本文编号：561175