汽车动力传动系扭振分析和仿真优化

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1、工程硕士学位论文摘要汽车是一个复杂的振动系统，它由多个具有固有振动特性的子系统组成。其中动力传动系，由离合器、变速箱、分动器、传动轴、驱动桥组成，是一个多自由度的扭转振动系统，是汽车振动噪声的重要激励源。随着商用车市场的需求量与日俱增，尤其是大中型皮卡车，它们兼有载货和载人的多重功能，因此逐渐受到大多数--=线城市及农村市场的青睐。大多数皮卡车由于要满足载重及牵引力的需求，往往会配用大功率的纵置发动机，同时配有四驱或后驱动力传动系，这样引入了较长的传动轴还有后桥等部件，往往会带来一些严重的NVH相关问题，如低频振动，轰鸣声，齿轮噪声等。因此其NVH问题的研究及解决成了这类车型

2、开发的重点和难点。本文以某四驱皮卡车为研究对象，详细研究了它的扭振现象及与之耦合的振动问题。首先在整车数字模型(IGS格式)的基础上，建立带车架的动力传动系扭转振动有限元模型。其次，借助有限元软件对其进行了扭转振动模态分析，计算出轴系的扭振模态和后桥的回振模态。然后，通过试验模态方法和扭振测量技术，得到传动系的模态振型和四档节气门全开加速下的扭矩波动响应，进一步验证后桥回振模态与扭振模态耦合的现象。接着通过实测的发动机缸压曲线，得到发动机各转速下的扭矩波动值，并作为激励输入，计算得到传动系输入轴的扭振角度响应，以及后桥的振动加速度响应。并以离合器扭转刚度为参数，分析后桥振动随

3、离合器刚度变化的灵敏度，同时还得到输入轴的扭角响应随离合器刚度变化的规律。最后通过经验公式，自编传动轴当量夹角的计算公式，并优化了轴系的空间布置。在供应商的支持下，提供优化后的样件并进行实验验证，最终取得满意的效果。研究结果说明离合器刚度对整个动力传动系的扭振特性非常重要，离合器刚度优化是解决动力传动系扭振问题的一个重要途径。关键词：动力传动系，扭振，离合器刚度，有限元，模态试验II汽车动力传动系扭振分析与仿真优化AbstractAutomobileisacomplexvibrationsystem，whichiscomposedofseveralsub-systemswit

4、llinherentvibrationcharacteristics．Asoneofsub—systems，Drivelineconsistofclutchassembly，gearbox，transfercase，propshaft,rearaxleete．Itisatorsionalvibrationsystemwitllmultipledegreesoffreedom,anditisanimportantexcitationsourceofthevehicles．Thedemandingofcommercialvehiclesisincreasing，especiall

5、ythelargeormid—sizeofpickup．SincetheycallCalTycargo，aswellaspeople，theyarebecomingpopularinthecountrysideandsecondorthirdtiercities．Mostofpickupsplaytheroleofloadingortraction,SOtheyarealwaysfixed晰tllpowerfulandlongitudinalengines，4X4driveorreardriveetc．thenlongerpropshaftandrearaxlearedema

6、nded，andthesewillbringseriousNVHissues，suchaslowfrequencyvibration,Booming，gearrattleetc．Consequently，NVHtroubleshootingofthistypeofvehiclesbecomesstressandrubduringdevelopmentstage．Basedona4X4pickupinthepaper，it’StorsionalvibrationandcouplingvibrationWaSdiscussed．Firstly，Atorsionalvibratio

7、nmodelofdrivelinebasedontheIGSformatfileWaSbuilt．Then,weanalyzeditstorsionalvibrationmodalwiththehelpofMSC．NASTRAN，andgotthetorsionalmodalshapeandreal"axlebouncemodalshape．Atthesecondplace，theexperimentsofmodaltestingandtorsionalvibrationduringoperationc