動力總成的慣性參數(shù)新型測試系統(tǒng)研發(fā)與懸置系統(tǒng)隔振優(yōu)化研究.pdf

1、動力總成懸置系統(tǒng)是影響汽車振動噪聲性能的主要系統(tǒng)之一，本文針對當(dāng)前動力總成懸置系統(tǒng)研究中關(guān)于動力總成慣性參數(shù)測試和涉及車身彈性基礎(chǔ)的動力總成懸置系統(tǒng)隔振優(yōu)化兩個關(guān)鍵問題進行研究。主要包括以下幾個方面:
　　本文研發(fā)了一種將動力總成通過安裝位置、角度、剛度已知的懸置元件固定在基礎(chǔ)上，通過模態(tài)試驗測試該動力總成懸置系統(tǒng)的剛體模態(tài)頻率來反求動力總成慣性矩和慣性積的新型動力總成慣性參數(shù)測試系統(tǒng)。包括從懸置系統(tǒng)模態(tài)分析方程出發(fā)推導(dǎo)反求動力總

2、成慣性參數(shù)的解法，給出慣性參數(shù)求解迭代初始值的估算方法，對反求法解的性質(zhì)進行深入研究，利用FORTRAN語言編制動力總成慣性參數(shù)反求軟件，并對動力總成慣性參數(shù)進行理論算例反求驗證與模態(tài)頻率實測反求實例研究，驗證慣性參數(shù)反求法的正確性與可行性。
　　動力總成慣性參數(shù)反求測試前須測出該動力總成的質(zhì)量與質(zhì)心位置，本文研發(fā)一種通過測試任意兩種姿態(tài)下動力總成質(zhì)量在測試平臺上的分布與參考點相對測試平臺的位置來計算動力總成質(zhì)量和質(zhì)心的方法和裝置

3、。推導(dǎo)了動力總成質(zhì)量和質(zhì)心在測試平臺投影的計算公式，推導(dǎo)了動力總成質(zhì)心在發(fā)動機坐標(biāo)系和測試平臺坐標(biāo)系中的位置變換關(guān)系。編制了動力總成質(zhì)量質(zhì)心測量軟件，研制了動力總成質(zhì)量質(zhì)心測試平臺裝置，對4D20機體缸蓋組合結(jié)構(gòu)質(zhì)量質(zhì)心進行實測，驗證了方法與軟件的正確性與實用性。
　　為研究將車身作為彈性基礎(chǔ)的動力總成懸置系統(tǒng)隔振優(yōu)化，以某礦山車為研究對象，利用拉格朗日動力學(xué)方程建立了考慮車身彈性基礎(chǔ)的動力總成懸置系統(tǒng)-整車模態(tài)綜合模型。利用AN

4、SYS對車身結(jié)構(gòu)進行模態(tài)分析計算，提取其低階模態(tài)參與整車模態(tài)綜合。利用MATLAB編制了整車模態(tài)綜合分析程序并進行模態(tài)分析，將其結(jié)果與ANSYS整車有限元模型的模態(tài)分析結(jié)果對比，驗證了該模態(tài)綜合模型的正確性。通過對比整車模型下的動力總成懸置系統(tǒng)模態(tài)頻率與傳統(tǒng)的剛性基礎(chǔ)6自由度動力總成懸置系統(tǒng)模態(tài)頻率，指出了動力總成懸置系統(tǒng)與車身彈性基礎(chǔ)確實存在振動耦合，這種耦合會導(dǎo)致傳統(tǒng)動力總成懸置系統(tǒng)的設(shè)計頻率與實際安裝情況不符，頻率誤差可能達到1～

5、2Hz。
　　最后，對動力總成懸置系統(tǒng)-整車模態(tài)綜合模型進行了隔振分析與隔振優(yōu)化研究，相對于整車有限元模型，模態(tài)綜合模型的自由度大幅減少，分析與優(yōu)化計算效率大幅提高。將模態(tài)綜合模型的動力響應(yīng)分析結(jié)果與ANSYS整車有限元模型分析結(jié)果進行了時域與頻域?qū)Ρ?，驗證了該模型與方法的正確性與合理性。在此基礎(chǔ)上，對懸置系統(tǒng)進行隔振分析，給出了考慮彈性車身基礎(chǔ)的動力總成懸置系統(tǒng)隔振優(yōu)化模型，利用序列二次規(guī)劃算法進行隔振優(yōu)化，明顯地提高了原懸置系