商用车动力总成悬置系统匹配设计技术研究

发布时间：2017-09-25 12:24

  本文关键词：商用车动力总成悬置系统匹配设计技术研究

  更多相关文章： 悬置 NVH 解耦率 稳健性优化 非线性刚度

【摘要】：发动机是商用车主要的振动与噪声源,是影响商用车NVH性能(五大性能之一)的重要因素。悬置系统NVH性能作为商用车NVH性能的重要组成部分。而商用车动力总成悬置系统合理NVH的匹配设计,不但可以改善商用车的隔振性能,而且能够提高商用车的舒适性和零件、部件以及整车的耐久性,延长其寿命,同时也是解决商用车高速化和轻量化的发展瓶颈中的关键问题之所在。本文针对商用车悬置系统匹配设计技术研究展开了以下工作:(1)阐述了发动机最常见的几种激振频率,结合发动机运动工作特性,确立了悬置系统固有频率的范围;针对不同发动机,不同缸数,其激励力不同,文中对两种典型四缸机和V型六缸机激励载荷进行探讨;并分析讨论了悬置布置形式及其数目,以及总结了商用车悬置系统固有频率合理匹配原则以及振动解耦理论,为下一步悬置系统模型建立和NVH性能匹配设计提供理论依据和基础。(2)综合悬置系统频率合理匹配,解耦率以及支反力的动态响应的评价,针对某重卡四点悬置系统,在ADAMS中建立动力学模型进行模态和解耦分析,并用MATLAB程序进行验证。针对该悬置系统隔振性能不满足设计要求,以刚度为设计变量,固有频率和解耦率为约束条件,把解耦率作为目标函数,以命令流的方式将Isight集成ADAMS进行匹配优化和分析,优化后系统NVH性能有了明显改善。通过优化前后悬置系统NVH性能(频率和解耦率、动态支反力)对比,验证了匹配设计的有效性。(3)由于悬置刚度易受橡胶材料、制造公差、硫化工艺的影响,探讨了悬置参数刚度的波动对悬置系统NVH性能影响;根据6?稳健性优化理论,考虑到悬置(如材料、制造、加工、测量等)对系统NVH性能的影响,对(2)中优化方案进行稳健性分析,为了改善悬置系统NVH性能的稳健性,以悬置刚度作为随机正态分布变量,采用6?稳健性方法进行优化,优化后明显地改善了系统NVH性能的稳健性,从而减小了系统的设计失效概率。(4)阐述了悬置非线性刚度曲线设计方法,并结合实际工程案例,针对某重卡六点悬置系统进行非线性刚度曲线设计,将设计曲线输入ADAMS中并建立工况仿真模型,采用GM14116标准对动力总成质心位移和转角进行了校核,满足设计要求,并且获取了悬置载荷和位移,为进一步用于校核动力总成布置提供参考,以及悬置支架的强度、悬置刚度以及疲劳分析提供依据。
【关键词】：悬置 NVH 解耦率 稳健性优化 非线性刚度
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U464.13
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 悬置系统设计技术的国内外研究动态10-14
• 1.2.1 悬置元件10-13
• 1.2.2 悬置系统隔振技术的研究进展13-14
• 1.3 课题主要研究内容14-15
• 第2章 悬置系统设计理论基础15-27
• 2.1 发动机激励频率15-17
• 2.1.1 点火频率15-16
• 2.1.2 不平衡惯性力激励频率16
• 2.1.3 传动轴不平衡质量激励频率16-17
• 2.2 发动机激励17-20
• 2.2.1 直列四缸机激励力18
• 2.2.2 V60°六缸发动机激励力18-20
• 2.3 悬置布置20-22
• 2.3.1 悬置数目20-21
• 2.3.2 布置形式21-22
• 2.4 悬置系统设计原则及其方法22-26
• 2.4.1 固有频率合理匹配22-25
• 2.4.2 悬置系统振动解耦理论25-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第3章 动力总成悬置系统优化设计27-39
• 3.1 悬置系统分析和评价27-32
• 3.1.1 悬置系统动力学模型分析27-29
• 3.1.2 悬置系统动力学仿真模型建立及其评价29-32
• 3.2 悬置系统NVH性能匹配设计32-34
• 3.2.1 设计变量和约束条件32-33
• 3.2.2 目标函数33-34
• 3.2.3 优化结果34
• 3.3 优化前后悬置系统NVH性能对比34-38
• 3.3.1 固有频率和解耦分析对比34-36
• 3.3.2 怠速工况下悬置支反力动态响应对比分析36-38
• 3.4 本章小结38-39
• 第4章 动力总成悬置系统稳健性设计39-49
• 4.1 考虑悬置刚度波动对系统NVH性能影响39-41
• 4.2 6σ稳健性优化理论41-44
• 4.3 稳健性分析44-46
• 4.4 稳健性优化设计46-48
• 4.5 本章小结48-49
• 第5章 动力总成悬置刚度非线性曲线设计49-63
• 5.1 悬置刚度非线性曲线设计方法49-51
• 5.2 计算实例51-62
• 5.2.1 悬置刚度非线性曲线设计51-57
• 5.2.2 动力总成质心位移校核57-58
• 5.2.3 动力总成悬置位移和载荷计算58-62
• 5.3 本章小结62-63
• 总结与展望63-65
• 参考文献65-68
• 致谢68-69
• 附录A 攻读硕士学位期间取得的学术成果69
• 附录B 攻读硕士学位期间参与的主要项目69

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本文编号：917373