变速器壳体振动仿真分析与实验评价研究

发布时间：2017-09-05 17:46

  本文关键词：变速器壳体振动仿真分析与实验评价研究

  更多相关文章： 变速器 动力学分析 模态分析 模态叠加法 动态响应

【摘要】：齿轮传动装置是动力总成的重要组成部分,具有结构紧凑,效率高,传动比稳定等优点,广泛应用于车辆、船舶、工程机械等领域。在传动过程中,由于齿轮啮合时变刚度和轴承动态载荷的变化,使得变速器壳体产生振动。若激励频率与变速器壳体的某阶固有频率相同或接近时,会使壳体产生共振,导致壳体某些部位产生很大的振动幅值,进而影响整车的NVH性能。随着人们对乘车驾驶的舒适性要求越来越高,对变速器壳体动态特性及振动水平的准确预估显得尤为重要。本文以某款变速器为研究对象,基于多体系统动力学理论,利用LMS Virtual Lab软件建立了变速器传动系统动力学模型,获得了变速器内部激励。然后对变速器壳体进行模态分析,基于动力学仿真及模态结果,研究了变速器壳体结构的振动响应情况,并与实验结果进行对比分析。论文主要的研究内容如下:首先,基于多体系统动力学理论,综合考虑齿轮副时变啮合刚度、齿侧间隙、轴承刚度非线性、转速连续变化的影响,建立了变速器传动系统动力学模型,计算了齿轮动态啮合力和壳体各轴承座处的动态支反力。然后,对变速器壳体柔性化处理,采用兰索斯法对变速器壳体进行模态分析,获得了变速器壳体固有频率及振型。在此基础上,采用模态叠加法计算壳体结构的动态响应,获得了壳体表面的振动信息。最后,为验证仿真结果的准确性,搭建变速器振动实验平台,将仿真结果与实验结果对比分析。结果表明:在扭矩一定时,转速升高变速器壳体表面振动加速度幅值呈增大趋势,与实验台架实测结果吻合良好,并且误差在合理范围以内。仿真分析与实验结果的一致性,说明所建模型能够合理模拟变速器真实振动状态,研究方法对变速器的开发设计及减振降噪具有重要指导意义。
【关键词】：变速器 动力学分析 模态分析 模态叠加法 动态响应
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.212
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 课题研究背景和意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 国内外齿轮振动噪声研究现状11-13
• 1.2.2 变速器NVH研究现状13-15
• 1.3 本文研究内容15-17
• 第二章 汽车变速器振动原理分析17-24
• 2.1 变速器内部激励17-19
• 2.1.1 刚度激励17-18
• 2.1.2 误差激励18-19
• 2.1.3 啮合冲击激励19
• 2.2 外部激励19-20
• 2.3 变速器壳体振动噪声机理20-21
• 2.4 齿轮啮合力方程21-22
• 2.5 本章小结22-24
• 第三章 变速器多体动力学建模与分析24-41
• 3.1 多体动力学理论与软件介绍24-26
• 3.1.1 多体动力学理论24-25
• 3.1.2 LMS Virtual Lab软件介绍25-26
• 3.2 变速器多体动力学模型建立26-31
• 3.2.1 几何模型导入和简化26-27
• 3.2.2 运动副、驱动与负载定义27-28
• 3.2.3 齿轮啮合力定义28-29
• 3.2.4 轴承建模29-31
• 3.3 变速器运动学仿真31-33
• 3.4 动力学分析33-40
• 3.4.1 二档定转速工况33-35
• 3.4.2 二档升速工况35-37
• 3.4.3 二档降速工况37-38
• 3.4.4 三档升速工况38-40
• 3.5 本章小结40-41
• 第四章 变速器壳体模态分析41-47
• 4.1 模态分析方法41-43
• 4.1.1 模态分析理论基础41-42
• 4.1.2 NASTRAN模态求解方法42-43
• 4.2 变速器壳体有限元模型建立43-44
• 4.3 模态结果分析44-46
• 4.4 本章小结46-47
• 第五章 变速器台架实验与振动响应分析47-61
• 5.1 振动响应分析理论与方法47-48
• 5.2 实验台架的建立48-50
• 5.3 振动响应结果分析与评价50-60
• 5.3.1 二档升速工况51-54
• 5.3.2 二档降速工况54-57
• 5.3.3 三档升速工况57-60
• 5.4 本章小结60-61
• 第六章 总结与展望61-63
• 6.1 全文总结61-62
• 6.2 不足与展望62-63
• 参考文献63-67
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果67-68
• 致谢68-69
• 附件69

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本文编号：799402