汽车动力总成悬置系统隔振性能分析与优化设计

摘要

随着科学技术的不断发展,人们对汽车的乘坐舒适性要求日益提高,而良好的平顺性和低噪声是现代汽车的一个重要标志.汽车动力总成是汽车振动的主要激振源之一,对汽车的乘坐舒适性有很大的影响.设计合理的汽车动力总成悬置系统可以明显地降低汽车的振动,改善汽车的乘坐舒适性和降低噪声.在本文中,针对某轻型卡车动力总成悬置系统的改进,建立了悬置系统的动力学模型.运用基于最小二乘法理论的动力学参数识别的功率谱方法,通过台架激振试验对此悬置系统动力学基本参数进行了识别和试验验证,为动力总成悬置系统理论计算和优化设计提供了依据.为了进行稳健性设计(降低设计点灵敏度),通过理论与数值仿真以及正交试验设计方法,对动力总成悬置系统的主要参数相对于悬置系统隔振性能的参数灵敏度和规律性进行了定性分析和定量求解.最后,以动力总成悬置系统解耦、降低动反力(矩)和稳健性为综合设计目标,运用惩罚函数法和遗传算法对动力总成悬置系统进行了优化设计.根据优化设计提出的改进措施进行了数值仿真验证和实车改制及试验,对设计前、后系统的隔振特性进行了比较.结果表明,优化设计后的悬置系统相对于原系统的隔振性能有了较大的改进.本文的研究结论和方法对于汽车动力总成悬置系统的隔振分析和设计具有参考指导意义;同时,对于工程实际中类似的隔振系统的设计也有一定的参考价值.

目录

文摘

英文文摘

承诺书

第一章绪论

1.1选题依据

1.2国内外的研究与应用现状

1.3本文的工作重点

第二章汽车动力总成悬置系统的动力学模型

2.1引言

2.2动力总成悬置系统自由振动微分方程

2.3动力总成悬置系统受迫振动微分方程

2.3.1橡胶悬置元件的粘弹性模型

2.3.2悬置系统受到的主要激振力(矩)

2.3.3受迫振动稳态响应求解及数值仿真

2.4小结

第三章汽车动力总成悬置系统动力学参数辨识及模型检验

3.1引言

3.2汽车动力总成惯性参数识别方法

3.3基于最小二乘理论的功率谱法的动力学参数识别

3.3.1动力总成悬置系统的数学模型

3.3.2动力总成悬置系统参数识别的功率谱法理论分析

3.3.3功率谱法识别技术的几点说明

3.4功率谱识别法的计算机仿真验证和试验验证

3.4.1功率谱识别方法的计算机仿真验证

3.4.2功率谱识别方法的试验验证

3.5模型检验

3.6小结

附图

第四章汽车动力总成悬置系统参数灵敏度分析

4.1引言

4.2灵敏度分析的理论基础

4.2.1灵敏度函数定义

4.2.2一阶灵敏度函数

4.2.3常用灵敏度函数类型

4.3汽车动力总成悬置系统参数灵敏度分析

4.3.1动力总成悬置系统参数灵敏度定性分析

4.3.2基于正交试验的动力总成悬置系统灵敏度定量分析

4.4小结

第五章汽车动力总成悬置系统的优化设计

5.1引言

5.2汽车动力总成悬置系统优化设计的一般方法

5.2.1目标函数

5.2.2约束条件

5.2.3优化算法

5.3某轻型卡车动力总成悬置系统的参数优化设计

5.3.1优化前系统参数及性能

5.3.2优化设计过程

5.3.3优化结果和性能分析

5.4优化设计程序界面

5.5小结

第六章全文总结与展望

6.1本文的主要工作和结论

6.2本文的主要贡献

6.3后续工作及展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文

附录1系统自由振动微分方程推导过程

附录2台架激振试验激振点与拾振点坐标